parisc: Enable TOC (transfer of contents) feature unconditionally
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / filemap.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  *      linux/mm/filemap.c
4  *
5  * Copyright (C) 1994-1999  Linus Torvalds
6  */
7
8 /*
9  * This file handles the generic file mmap semantics used by
10  * most "normal" filesystems (but you don't /have/ to use this:
11  * the NFS filesystem used to do this differently, for example)
12  */
13 #include <linux/export.h>
14 #include <linux/compiler.h>
15 #include <linux/dax.h>
16 #include <linux/fs.h>
17 #include <linux/sched/signal.h>
18 #include <linux/uaccess.h>
19 #include <linux/capability.h>
20 #include <linux/kernel_stat.h>
21 #include <linux/gfp.h>
22 #include <linux/mm.h>
23 #include <linux/swap.h>
24 #include <linux/mman.h>
25 #include <linux/pagemap.h>
26 #include <linux/file.h>
27 #include <linux/uio.h>
28 #include <linux/error-injection.h>
29 #include <linux/hash.h>
30 #include <linux/writeback.h>
31 #include <linux/backing-dev.h>
32 #include <linux/pagevec.h>
33 #include <linux/security.h>
34 #include <linux/cpuset.h>
35 #include <linux/hugetlb.h>
36 #include <linux/memcontrol.h>
37 #include <linux/cleancache.h>
38 #include <linux/shmem_fs.h>
39 #include <linux/rmap.h>
40 #include <linux/delayacct.h>
41 #include <linux/psi.h>
42 #include <linux/ramfs.h>
43 #include <linux/page_idle.h>
44 #include <asm/pgalloc.h>
45 #include <asm/tlbflush.h>
46 #include "internal.h"
47
48 #define CREATE_TRACE_POINTS
49 #include <trace/events/filemap.h>
50
51 /*
52  * FIXME: remove all knowledge of the buffer layer from the core VM
53  */
54 #include <linux/buffer_head.h> /* for try_to_free_buffers */
55
56 #include <asm/mman.h>
57
58 /*
59  * Shared mappings implemented 30.11.1994. It's not fully working yet,
60  * though.
61  *
62  * Shared mappings now work. 15.8.1995  Bruno.
63  *
64  * finished 'unifying' the page and buffer cache and SMP-threaded the
65  * page-cache, 21.05.1999, Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
66  *
67  * SMP-threaded pagemap-LRU 1999, Andrea Arcangeli <andrea@suse.de>
68  */
69
70 /*
71  * Lock ordering:
72  *
73  *  ->i_mmap_rwsem              (truncate_pagecache)
74  *    ->private_lock            (__free_pte->__set_page_dirty_buffers)
75  *      ->swap_lock             (exclusive_swap_page, others)
76  *        ->i_pages lock
77  *
78  *  ->i_rwsem
79  *    ->invalidate_lock         (acquired by fs in truncate path)
80  *      ->i_mmap_rwsem          (truncate->unmap_mapping_range)
81  *
82  *  ->mmap_lock
83  *    ->i_mmap_rwsem
84  *      ->page_table_lock or pte_lock   (various, mainly in memory.c)
85  *        ->i_pages lock        (arch-dependent flush_dcache_mmap_lock)
86  *
87  *  ->mmap_lock
88  *    ->invalidate_lock         (filemap_fault)
89  *      ->lock_page             (filemap_fault, access_process_vm)
90  *
91  *  ->i_rwsem                   (generic_perform_write)
92  *    ->mmap_lock               (fault_in_readable->do_page_fault)
93  *
94  *  bdi->wb.list_lock
95  *    sb_lock                   (fs/fs-writeback.c)
96  *    ->i_pages lock            (__sync_single_inode)
97  *
98  *  ->i_mmap_rwsem
99  *    ->anon_vma.lock           (vma_adjust)
100  *
101  *  ->anon_vma.lock
102  *    ->page_table_lock or pte_lock     (anon_vma_prepare and various)
103  *
104  *  ->page_table_lock or pte_lock
105  *    ->swap_lock               (try_to_unmap_one)
106  *    ->private_lock            (try_to_unmap_one)
107  *    ->i_pages lock            (try_to_unmap_one)
108  *    ->lruvec->lru_lock        (follow_page->mark_page_accessed)
109  *    ->lruvec->lru_lock        (check_pte_range->isolate_lru_page)
110  *    ->private_lock            (page_remove_rmap->set_page_dirty)
111  *    ->i_pages lock            (page_remove_rmap->set_page_dirty)
112  *    bdi.wb->list_lock         (page_remove_rmap->set_page_dirty)
113  *    ->inode->i_lock           (page_remove_rmap->set_page_dirty)
114  *    ->memcg->move_lock        (page_remove_rmap->lock_page_memcg)
115  *    bdi.wb->list_lock         (zap_pte_range->set_page_dirty)
116  *    ->inode->i_lock           (zap_pte_range->set_page_dirty)
117  *    ->private_lock            (zap_pte_range->__set_page_dirty_buffers)
118  *
119  * ->i_mmap_rwsem
120  *   ->tasklist_lock            (memory_failure, collect_procs_ao)
121  */
122
123 static void page_cache_delete(struct address_space *mapping,
124                                    struct page *page, void *shadow)
125 {
126         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, page->index);
127         unsigned int nr = 1;
128
129         mapping_set_update(&xas, mapping);
130
131         /* hugetlb pages are represented by a single entry in the xarray */
132         if (!PageHuge(page)) {
133                 xas_set_order(&xas, page->index, compound_order(page));
134                 nr = compound_nr(page);
135         }
136
137         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
138         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
139         VM_BUG_ON_PAGE(nr != 1 && shadow, page);
140
141         xas_store(&xas, shadow);
142         xas_init_marks(&xas);
143
144         page->mapping = NULL;
145         /* Leave page->index set: truncation lookup relies upon it */
146         mapping->nrpages -= nr;
147 }
148
149 static void unaccount_page_cache_page(struct address_space *mapping,
150                                       struct page *page)
151 {
152         int nr;
153
154         /*
155          * if we're uptodate, flush out into the cleancache, otherwise
156          * invalidate any existing cleancache entries.  We can't leave
157          * stale data around in the cleancache once our page is gone
158          */
159         if (PageUptodate(page) && PageMappedToDisk(page))
160                 cleancache_put_page(page);
161         else
162                 cleancache_invalidate_page(mapping, page);
163
164         VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
165         VM_BUG_ON_PAGE(page_mapped(page), page);
166         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_VM) && unlikely(page_mapped(page))) {
167                 int mapcount;
168
169                 pr_alert("BUG: Bad page cache in process %s  pfn:%05lx\n",
170                          current->comm, page_to_pfn(page));
171                 dump_page(page, "still mapped when deleted");
172                 dump_stack();
173                 add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
174
175                 mapcount = page_mapcount(page);
176                 if (mapping_exiting(mapping) &&
177                     page_count(page) >= mapcount + 2) {
178                         /*
179                          * All vmas have already been torn down, so it's
180                          * a good bet that actually the page is unmapped,
181                          * and we'd prefer not to leak it: if we're wrong,
182                          * some other bad page check should catch it later.
183                          */
184                         page_mapcount_reset(page);
185                         page_ref_sub(page, mapcount);
186                 }
187         }
188
189         /* hugetlb pages do not participate in page cache accounting. */
190         if (PageHuge(page))
191                 return;
192
193         nr = thp_nr_pages(page);
194
195         __mod_lruvec_page_state(page, NR_FILE_PAGES, -nr);
196         if (PageSwapBacked(page)) {
197                 __mod_lruvec_page_state(page, NR_SHMEM, -nr);
198                 if (PageTransHuge(page))
199                         __mod_lruvec_page_state(page, NR_SHMEM_THPS, -nr);
200         } else if (PageTransHuge(page)) {
201                 __mod_lruvec_page_state(page, NR_FILE_THPS, -nr);
202                 filemap_nr_thps_dec(mapping);
203         }
204
205         /*
206          * At this point page must be either written or cleaned by
207          * truncate.  Dirty page here signals a bug and loss of
208          * unwritten data.
209          *
210          * This fixes dirty accounting after removing the page entirely
211          * but leaves PageDirty set: it has no effect for truncated
212          * page and anyway will be cleared before returning page into
213          * buddy allocator.
214          */
215         if (WARN_ON_ONCE(PageDirty(page)))
216                 account_page_cleaned(page, mapping, inode_to_wb(mapping->host));
217 }
218
219 /*
220  * Delete a page from the page cache and free it. Caller has to make
221  * sure the page is locked and that nobody else uses it - or that usage
222  * is safe.  The caller must hold the i_pages lock.
223  */
224 void __delete_from_page_cache(struct page *page, void *shadow)
225 {
226         struct address_space *mapping = page->mapping;
227
228         trace_mm_filemap_delete_from_page_cache(page);
229
230         unaccount_page_cache_page(mapping, page);
231         page_cache_delete(mapping, page, shadow);
232 }
233
234 static void page_cache_free_page(struct address_space *mapping,
235                                 struct page *page)
236 {
237         void (*freepage)(struct page *);
238
239         freepage = mapping->a_ops->freepage;
240         if (freepage)
241                 freepage(page);
242
243         if (PageTransHuge(page) && !PageHuge(page)) {
244                 page_ref_sub(page, thp_nr_pages(page));
245                 VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page) <= 0, page);
246         } else {
247                 put_page(page);
248         }
249 }
250
251 /**
252  * delete_from_page_cache - delete page from page cache
253  * @page: the page which the kernel is trying to remove from page cache
254  *
255  * This must be called only on pages that have been verified to be in the page
256  * cache and locked.  It will never put the page into the free list, the caller
257  * has a reference on the page.
258  */
259 void delete_from_page_cache(struct page *page)
260 {
261         struct address_space *mapping = page_mapping(page);
262
263         BUG_ON(!PageLocked(page));
264         spin_lock(&mapping->host->i_lock);
265         xa_lock_irq(&mapping->i_pages);
266         __delete_from_page_cache(page, NULL);
267         xa_unlock_irq(&mapping->i_pages);
268         if (mapping_shrinkable(mapping))
269                 inode_add_lru(mapping->host);
270         spin_unlock(&mapping->host->i_lock);
271
272         page_cache_free_page(mapping, page);
273 }
274 EXPORT_SYMBOL(delete_from_page_cache);
275
276 /*
277  * page_cache_delete_batch - delete several pages from page cache
278  * @mapping: the mapping to which pages belong
279  * @pvec: pagevec with pages to delete
280  *
281  * The function walks over mapping->i_pages and removes pages passed in @pvec
282  * from the mapping. The function expects @pvec to be sorted by page index
283  * and is optimised for it to be dense.
284  * It tolerates holes in @pvec (mapping entries at those indices are not
285  * modified). The function expects only THP head pages to be present in the
286  * @pvec.
287  *
288  * The function expects the i_pages lock to be held.
289  */
290 static void page_cache_delete_batch(struct address_space *mapping,
291                              struct pagevec *pvec)
292 {
293         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, pvec->pages[0]->index);
294         int total_pages = 0;
295         int i = 0;
296         struct page *page;
297
298         mapping_set_update(&xas, mapping);
299         xas_for_each(&xas, page, ULONG_MAX) {
300                 if (i >= pagevec_count(pvec))
301                         break;
302
303                 /* A swap/dax/shadow entry got inserted? Skip it. */
304                 if (xa_is_value(page))
305                         continue;
306                 /*
307                  * A page got inserted in our range? Skip it. We have our
308                  * pages locked so they are protected from being removed.
309                  * If we see a page whose index is higher than ours, it
310                  * means our page has been removed, which shouldn't be
311                  * possible because we're holding the PageLock.
312                  */
313                 if (page != pvec->pages[i]) {
314                         VM_BUG_ON_PAGE(page->index > pvec->pages[i]->index,
315                                         page);
316                         continue;
317                 }
318
319                 WARN_ON_ONCE(!PageLocked(page));
320
321                 if (page->index == xas.xa_index)
322                         page->mapping = NULL;
323                 /* Leave page->index set: truncation lookup relies on it */
324
325                 /*
326                  * Move to the next page in the vector if this is a regular
327                  * page or the index is of the last sub-page of this compound
328                  * page.
329                  */
330                 if (page->index + compound_nr(page) - 1 == xas.xa_index)
331                         i++;
332                 xas_store(&xas, NULL);
333                 total_pages++;
334         }
335         mapping->nrpages -= total_pages;
336 }
337
338 void delete_from_page_cache_batch(struct address_space *mapping,
339                                   struct pagevec *pvec)
340 {
341         int i;
342
343         if (!pagevec_count(pvec))
344                 return;
345
346         spin_lock(&mapping->host->i_lock);
347         xa_lock_irq(&mapping->i_pages);
348         for (i = 0; i < pagevec_count(pvec); i++) {
349                 trace_mm_filemap_delete_from_page_cache(pvec->pages[i]);
350
351                 unaccount_page_cache_page(mapping, pvec->pages[i]);
352         }
353         page_cache_delete_batch(mapping, pvec);
354         xa_unlock_irq(&mapping->i_pages);
355         if (mapping_shrinkable(mapping))
356                 inode_add_lru(mapping->host);
357         spin_unlock(&mapping->host->i_lock);
358
359         for (i = 0; i < pagevec_count(pvec); i++)
360                 page_cache_free_page(mapping, pvec->pages[i]);
361 }
362
363 int filemap_check_errors(struct address_space *mapping)
364 {
365         int ret = 0;
366         /* Check for outstanding write errors */
367         if (test_bit(AS_ENOSPC, &mapping->flags) &&
368             test_and_clear_bit(AS_ENOSPC, &mapping->flags))
369                 ret = -ENOSPC;
370         if (test_bit(AS_EIO, &mapping->flags) &&
371             test_and_clear_bit(AS_EIO, &mapping->flags))
372                 ret = -EIO;
373         return ret;
374 }
375 EXPORT_SYMBOL(filemap_check_errors);
376
377 static int filemap_check_and_keep_errors(struct address_space *mapping)
378 {
379         /* Check for outstanding write errors */
380         if (test_bit(AS_EIO, &mapping->flags))
381                 return -EIO;
382         if (test_bit(AS_ENOSPC, &mapping->flags))
383                 return -ENOSPC;
384         return 0;
385 }
386
387 /**
388  * filemap_fdatawrite_wbc - start writeback on mapping dirty pages in range
389  * @mapping:    address space structure to write
390  * @wbc:        the writeback_control controlling the writeout
391  *
392  * Call writepages on the mapping using the provided wbc to control the
393  * writeout.
394  *
395  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
396  */
397 int filemap_fdatawrite_wbc(struct address_space *mapping,
398                            struct writeback_control *wbc)
399 {
400         int ret;
401
402         if (!mapping_can_writeback(mapping) ||
403             !mapping_tagged(mapping, PAGECACHE_TAG_DIRTY))
404                 return 0;
405
406         wbc_attach_fdatawrite_inode(wbc, mapping->host);
407         ret = do_writepages(mapping, wbc);
408         wbc_detach_inode(wbc);
409         return ret;
410 }
411 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawrite_wbc);
412
413 /**
414  * __filemap_fdatawrite_range - start writeback on mapping dirty pages in range
415  * @mapping:    address space structure to write
416  * @start:      offset in bytes where the range starts
417  * @end:        offset in bytes where the range ends (inclusive)
418  * @sync_mode:  enable synchronous operation
419  *
420  * Start writeback against all of a mapping's dirty pages that lie
421  * within the byte offsets <start, end> inclusive.
422  *
423  * If sync_mode is WB_SYNC_ALL then this is a "data integrity" operation, as
424  * opposed to a regular memory cleansing writeback.  The difference between
425  * these two operations is that if a dirty page/buffer is encountered, it must
426  * be waited upon, and not just skipped over.
427  *
428  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
429  */
430 int __filemap_fdatawrite_range(struct address_space *mapping, loff_t start,
431                                 loff_t end, int sync_mode)
432 {
433         struct writeback_control wbc = {
434                 .sync_mode = sync_mode,
435                 .nr_to_write = LONG_MAX,
436                 .range_start = start,
437                 .range_end = end,
438         };
439
440         return filemap_fdatawrite_wbc(mapping, &wbc);
441 }
442
443 static inline int __filemap_fdatawrite(struct address_space *mapping,
444         int sync_mode)
445 {
446         return __filemap_fdatawrite_range(mapping, 0, LLONG_MAX, sync_mode);
447 }
448
449 int filemap_fdatawrite(struct address_space *mapping)
450 {
451         return __filemap_fdatawrite(mapping, WB_SYNC_ALL);
452 }
453 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawrite);
454
455 int filemap_fdatawrite_range(struct address_space *mapping, loff_t start,
456                                 loff_t end)
457 {
458         return __filemap_fdatawrite_range(mapping, start, end, WB_SYNC_ALL);
459 }
460 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawrite_range);
461
462 /**
463  * filemap_flush - mostly a non-blocking flush
464  * @mapping:    target address_space
465  *
466  * This is a mostly non-blocking flush.  Not suitable for data-integrity
467  * purposes - I/O may not be started against all dirty pages.
468  *
469  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
470  */
471 int filemap_flush(struct address_space *mapping)
472 {
473         return __filemap_fdatawrite(mapping, WB_SYNC_NONE);
474 }
475 EXPORT_SYMBOL(filemap_flush);
476
477 /**
478  * filemap_range_has_page - check if a page exists in range.
479  * @mapping:           address space within which to check
480  * @start_byte:        offset in bytes where the range starts
481  * @end_byte:          offset in bytes where the range ends (inclusive)
482  *
483  * Find at least one page in the range supplied, usually used to check if
484  * direct writing in this range will trigger a writeback.
485  *
486  * Return: %true if at least one page exists in the specified range,
487  * %false otherwise.
488  */
489 bool filemap_range_has_page(struct address_space *mapping,
490                            loff_t start_byte, loff_t end_byte)
491 {
492         struct page *page;
493         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start_byte >> PAGE_SHIFT);
494         pgoff_t max = end_byte >> PAGE_SHIFT;
495
496         if (end_byte < start_byte)
497                 return false;
498
499         rcu_read_lock();
500         for (;;) {
501                 page = xas_find(&xas, max);
502                 if (xas_retry(&xas, page))
503                         continue;
504                 /* Shadow entries don't count */
505                 if (xa_is_value(page))
506                         continue;
507                 /*
508                  * We don't need to try to pin this page; we're about to
509                  * release the RCU lock anyway.  It is enough to know that
510                  * there was a page here recently.
511                  */
512                 break;
513         }
514         rcu_read_unlock();
515
516         return page != NULL;
517 }
518 EXPORT_SYMBOL(filemap_range_has_page);
519
520 static void __filemap_fdatawait_range(struct address_space *mapping,
521                                      loff_t start_byte, loff_t end_byte)
522 {
523         pgoff_t index = start_byte >> PAGE_SHIFT;
524         pgoff_t end = end_byte >> PAGE_SHIFT;
525         struct pagevec pvec;
526         int nr_pages;
527
528         if (end_byte < start_byte)
529                 return;
530
531         pagevec_init(&pvec);
532         while (index <= end) {
533                 unsigned i;
534
535                 nr_pages = pagevec_lookup_range_tag(&pvec, mapping, &index,
536                                 end, PAGECACHE_TAG_WRITEBACK);
537                 if (!nr_pages)
538                         break;
539
540                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
541                         struct page *page = pvec.pages[i];
542
543                         wait_on_page_writeback(page);
544                         ClearPageError(page);
545                 }
546                 pagevec_release(&pvec);
547                 cond_resched();
548         }
549 }
550
551 /**
552  * filemap_fdatawait_range - wait for writeback to complete
553  * @mapping:            address space structure to wait for
554  * @start_byte:         offset in bytes where the range starts
555  * @end_byte:           offset in bytes where the range ends (inclusive)
556  *
557  * Walk the list of under-writeback pages of the given address space
558  * in the given range and wait for all of them.  Check error status of
559  * the address space and return it.
560  *
561  * Since the error status of the address space is cleared by this function,
562  * callers are responsible for checking the return value and handling and/or
563  * reporting the error.
564  *
565  * Return: error status of the address space.
566  */
567 int filemap_fdatawait_range(struct address_space *mapping, loff_t start_byte,
568                             loff_t end_byte)
569 {
570         __filemap_fdatawait_range(mapping, start_byte, end_byte);
571         return filemap_check_errors(mapping);
572 }
573 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawait_range);
574
575 /**
576  * filemap_fdatawait_range_keep_errors - wait for writeback to complete
577  * @mapping:            address space structure to wait for
578  * @start_byte:         offset in bytes where the range starts
579  * @end_byte:           offset in bytes where the range ends (inclusive)
580  *
581  * Walk the list of under-writeback pages of the given address space in the
582  * given range and wait for all of them.  Unlike filemap_fdatawait_range(),
583  * this function does not clear error status of the address space.
584  *
585  * Use this function if callers don't handle errors themselves.  Expected
586  * call sites are system-wide / filesystem-wide data flushers: e.g. sync(2),
587  * fsfreeze(8)
588  */
589 int filemap_fdatawait_range_keep_errors(struct address_space *mapping,
590                 loff_t start_byte, loff_t end_byte)
591 {
592         __filemap_fdatawait_range(mapping, start_byte, end_byte);
593         return filemap_check_and_keep_errors(mapping);
594 }
595 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawait_range_keep_errors);
596
597 /**
598  * file_fdatawait_range - wait for writeback to complete
599  * @file:               file pointing to address space structure to wait for
600  * @start_byte:         offset in bytes where the range starts
601  * @end_byte:           offset in bytes where the range ends (inclusive)
602  *
603  * Walk the list of under-writeback pages of the address space that file
604  * refers to, in the given range and wait for all of them.  Check error
605  * status of the address space vs. the file->f_wb_err cursor and return it.
606  *
607  * Since the error status of the file is advanced by this function,
608  * callers are responsible for checking the return value and handling and/or
609  * reporting the error.
610  *
611  * Return: error status of the address space vs. the file->f_wb_err cursor.
612  */
613 int file_fdatawait_range(struct file *file, loff_t start_byte, loff_t end_byte)
614 {
615         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
616
617         __filemap_fdatawait_range(mapping, start_byte, end_byte);
618         return file_check_and_advance_wb_err(file);
619 }
620 EXPORT_SYMBOL(file_fdatawait_range);
621
622 /**
623  * filemap_fdatawait_keep_errors - wait for writeback without clearing errors
624  * @mapping: address space structure to wait for
625  *
626  * Walk the list of under-writeback pages of the given address space
627  * and wait for all of them.  Unlike filemap_fdatawait(), this function
628  * does not clear error status of the address space.
629  *
630  * Use this function if callers don't handle errors themselves.  Expected
631  * call sites are system-wide / filesystem-wide data flushers: e.g. sync(2),
632  * fsfreeze(8)
633  *
634  * Return: error status of the address space.
635  */
636 int filemap_fdatawait_keep_errors(struct address_space *mapping)
637 {
638         __filemap_fdatawait_range(mapping, 0, LLONG_MAX);
639         return filemap_check_and_keep_errors(mapping);
640 }
641 EXPORT_SYMBOL(filemap_fdatawait_keep_errors);
642
643 /* Returns true if writeback might be needed or already in progress. */
644 static bool mapping_needs_writeback(struct address_space *mapping)
645 {
646         return mapping->nrpages;
647 }
648
649 static bool filemap_range_has_writeback(struct address_space *mapping,
650                                         loff_t start_byte, loff_t end_byte)
651 {
652         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start_byte >> PAGE_SHIFT);
653         pgoff_t max = end_byte >> PAGE_SHIFT;
654         struct page *page;
655
656         if (end_byte < start_byte)
657                 return false;
658
659         rcu_read_lock();
660         xas_for_each(&xas, page, max) {
661                 if (xas_retry(&xas, page))
662                         continue;
663                 if (xa_is_value(page))
664                         continue;
665                 if (PageDirty(page) || PageLocked(page) || PageWriteback(page))
666                         break;
667         }
668         rcu_read_unlock();
669         return page != NULL;
670
671 }
672
673 /**
674  * filemap_range_needs_writeback - check if range potentially needs writeback
675  * @mapping:           address space within which to check
676  * @start_byte:        offset in bytes where the range starts
677  * @end_byte:          offset in bytes where the range ends (inclusive)
678  *
679  * Find at least one page in the range supplied, usually used to check if
680  * direct writing in this range will trigger a writeback. Used by O_DIRECT
681  * read/write with IOCB_NOWAIT, to see if the caller needs to do
682  * filemap_write_and_wait_range() before proceeding.
683  *
684  * Return: %true if the caller should do filemap_write_and_wait_range() before
685  * doing O_DIRECT to a page in this range, %false otherwise.
686  */
687 bool filemap_range_needs_writeback(struct address_space *mapping,
688                                    loff_t start_byte, loff_t end_byte)
689 {
690         if (!mapping_needs_writeback(mapping))
691                 return false;
692         if (!mapping_tagged(mapping, PAGECACHE_TAG_DIRTY) &&
693             !mapping_tagged(mapping, PAGECACHE_TAG_WRITEBACK))
694                 return false;
695         return filemap_range_has_writeback(mapping, start_byte, end_byte);
696 }
697 EXPORT_SYMBOL_GPL(filemap_range_needs_writeback);
698
699 /**
700  * filemap_write_and_wait_range - write out & wait on a file range
701  * @mapping:    the address_space for the pages
702  * @lstart:     offset in bytes where the range starts
703  * @lend:       offset in bytes where the range ends (inclusive)
704  *
705  * Write out and wait upon file offsets lstart->lend, inclusive.
706  *
707  * Note that @lend is inclusive (describes the last byte to be written) so
708  * that this function can be used to write to the very end-of-file (end = -1).
709  *
710  * Return: error status of the address space.
711  */
712 int filemap_write_and_wait_range(struct address_space *mapping,
713                                  loff_t lstart, loff_t lend)
714 {
715         int err = 0;
716
717         if (mapping_needs_writeback(mapping)) {
718                 err = __filemap_fdatawrite_range(mapping, lstart, lend,
719                                                  WB_SYNC_ALL);
720                 /*
721                  * Even if the above returned error, the pages may be
722                  * written partially (e.g. -ENOSPC), so we wait for it.
723                  * But the -EIO is special case, it may indicate the worst
724                  * thing (e.g. bug) happened, so we avoid waiting for it.
725                  */
726                 if (err != -EIO) {
727                         int err2 = filemap_fdatawait_range(mapping,
728                                                 lstart, lend);
729                         if (!err)
730                                 err = err2;
731                 } else {
732                         /* Clear any previously stored errors */
733                         filemap_check_errors(mapping);
734                 }
735         } else {
736                 err = filemap_check_errors(mapping);
737         }
738         return err;
739 }
740 EXPORT_SYMBOL(filemap_write_and_wait_range);
741
742 void __filemap_set_wb_err(struct address_space *mapping, int err)
743 {
744         errseq_t eseq = errseq_set(&mapping->wb_err, err);
745
746         trace_filemap_set_wb_err(mapping, eseq);
747 }
748 EXPORT_SYMBOL(__filemap_set_wb_err);
749
750 /**
751  * file_check_and_advance_wb_err - report wb error (if any) that was previously
752  *                                 and advance wb_err to current one
753  * @file: struct file on which the error is being reported
754  *
755  * When userland calls fsync (or something like nfsd does the equivalent), we
756  * want to report any writeback errors that occurred since the last fsync (or
757  * since the file was opened if there haven't been any).
758  *
759  * Grab the wb_err from the mapping. If it matches what we have in the file,
760  * then just quickly return 0. The file is all caught up.
761  *
762  * If it doesn't match, then take the mapping value, set the "seen" flag in
763  * it and try to swap it into place. If it works, or another task beat us
764  * to it with the new value, then update the f_wb_err and return the error
765  * portion. The error at this point must be reported via proper channels
766  * (a'la fsync, or NFS COMMIT operation, etc.).
767  *
768  * While we handle mapping->wb_err with atomic operations, the f_wb_err
769  * value is protected by the f_lock since we must ensure that it reflects
770  * the latest value swapped in for this file descriptor.
771  *
772  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
773  */
774 int file_check_and_advance_wb_err(struct file *file)
775 {
776         int err = 0;
777         errseq_t old = READ_ONCE(file->f_wb_err);
778         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
779
780         /* Locklessly handle the common case where nothing has changed */
781         if (errseq_check(&mapping->wb_err, old)) {
782                 /* Something changed, must use slow path */
783                 spin_lock(&file->f_lock);
784                 old = file->f_wb_err;
785                 err = errseq_check_and_advance(&mapping->wb_err,
786                                                 &file->f_wb_err);
787                 trace_file_check_and_advance_wb_err(file, old);
788                 spin_unlock(&file->f_lock);
789         }
790
791         /*
792          * We're mostly using this function as a drop in replacement for
793          * filemap_check_errors. Clear AS_EIO/AS_ENOSPC to emulate the effect
794          * that the legacy code would have had on these flags.
795          */
796         clear_bit(AS_EIO, &mapping->flags);
797         clear_bit(AS_ENOSPC, &mapping->flags);
798         return err;
799 }
800 EXPORT_SYMBOL(file_check_and_advance_wb_err);
801
802 /**
803  * file_write_and_wait_range - write out & wait on a file range
804  * @file:       file pointing to address_space with pages
805  * @lstart:     offset in bytes where the range starts
806  * @lend:       offset in bytes where the range ends (inclusive)
807  *
808  * Write out and wait upon file offsets lstart->lend, inclusive.
809  *
810  * Note that @lend is inclusive (describes the last byte to be written) so
811  * that this function can be used to write to the very end-of-file (end = -1).
812  *
813  * After writing out and waiting on the data, we check and advance the
814  * f_wb_err cursor to the latest value, and return any errors detected there.
815  *
816  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
817  */
818 int file_write_and_wait_range(struct file *file, loff_t lstart, loff_t lend)
819 {
820         int err = 0, err2;
821         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
822
823         if (mapping_needs_writeback(mapping)) {
824                 err = __filemap_fdatawrite_range(mapping, lstart, lend,
825                                                  WB_SYNC_ALL);
826                 /* See comment of filemap_write_and_wait() */
827                 if (err != -EIO)
828                         __filemap_fdatawait_range(mapping, lstart, lend);
829         }
830         err2 = file_check_and_advance_wb_err(file);
831         if (!err)
832                 err = err2;
833         return err;
834 }
835 EXPORT_SYMBOL(file_write_and_wait_range);
836
837 /**
838  * replace_page_cache_page - replace a pagecache page with a new one
839  * @old:        page to be replaced
840  * @new:        page to replace with
841  *
842  * This function replaces a page in the pagecache with a new one.  On
843  * success it acquires the pagecache reference for the new page and
844  * drops it for the old page.  Both the old and new pages must be
845  * locked.  This function does not add the new page to the LRU, the
846  * caller must do that.
847  *
848  * The remove + add is atomic.  This function cannot fail.
849  */
850 void replace_page_cache_page(struct page *old, struct page *new)
851 {
852         struct folio *fold = page_folio(old);
853         struct folio *fnew = page_folio(new);
854         struct address_space *mapping = old->mapping;
855         void (*freepage)(struct page *) = mapping->a_ops->freepage;
856         pgoff_t offset = old->index;
857         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, offset);
858
859         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(old), old);
860         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(new), new);
861         VM_BUG_ON_PAGE(new->mapping, new);
862
863         get_page(new);
864         new->mapping = mapping;
865         new->index = offset;
866
867         mem_cgroup_migrate(fold, fnew);
868
869         xas_lock_irq(&xas);
870         xas_store(&xas, new);
871
872         old->mapping = NULL;
873         /* hugetlb pages do not participate in page cache accounting. */
874         if (!PageHuge(old))
875                 __dec_lruvec_page_state(old, NR_FILE_PAGES);
876         if (!PageHuge(new))
877                 __inc_lruvec_page_state(new, NR_FILE_PAGES);
878         if (PageSwapBacked(old))
879                 __dec_lruvec_page_state(old, NR_SHMEM);
880         if (PageSwapBacked(new))
881                 __inc_lruvec_page_state(new, NR_SHMEM);
882         xas_unlock_irq(&xas);
883         if (freepage)
884                 freepage(old);
885         put_page(old);
886 }
887 EXPORT_SYMBOL_GPL(replace_page_cache_page);
888
889 noinline int __filemap_add_folio(struct address_space *mapping,
890                 struct folio *folio, pgoff_t index, gfp_t gfp, void **shadowp)
891 {
892         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, index);
893         int huge = folio_test_hugetlb(folio);
894         int error;
895         bool charged = false;
896
897         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(folio), folio);
898         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_swapbacked(folio), folio);
899         mapping_set_update(&xas, mapping);
900
901         folio_get(folio);
902         folio->mapping = mapping;
903         folio->index = index;
904
905         if (!huge) {
906                 error = mem_cgroup_charge(folio, NULL, gfp);
907                 VM_BUG_ON_FOLIO(index & (folio_nr_pages(folio) - 1), folio);
908                 if (error)
909                         goto error;
910                 charged = true;
911         }
912
913         gfp &= GFP_RECLAIM_MASK;
914
915         do {
916                 unsigned int order = xa_get_order(xas.xa, xas.xa_index);
917                 void *entry, *old = NULL;
918
919                 if (order > folio_order(folio))
920                         xas_split_alloc(&xas, xa_load(xas.xa, xas.xa_index),
921                                         order, gfp);
922                 xas_lock_irq(&xas);
923                 xas_for_each_conflict(&xas, entry) {
924                         old = entry;
925                         if (!xa_is_value(entry)) {
926                                 xas_set_err(&xas, -EEXIST);
927                                 goto unlock;
928                         }
929                 }
930
931                 if (old) {
932                         if (shadowp)
933                                 *shadowp = old;
934                         /* entry may have been split before we acquired lock */
935                         order = xa_get_order(xas.xa, xas.xa_index);
936                         if (order > folio_order(folio)) {
937                                 xas_split(&xas, old, order);
938                                 xas_reset(&xas);
939                         }
940                 }
941
942                 xas_store(&xas, folio);
943                 if (xas_error(&xas))
944                         goto unlock;
945
946                 mapping->nrpages++;
947
948                 /* hugetlb pages do not participate in page cache accounting */
949                 if (!huge)
950                         __lruvec_stat_add_folio(folio, NR_FILE_PAGES);
951 unlock:
952                 xas_unlock_irq(&xas);
953         } while (xas_nomem(&xas, gfp));
954
955         if (xas_error(&xas)) {
956                 error = xas_error(&xas);
957                 if (charged)
958                         mem_cgroup_uncharge(folio);
959                 goto error;
960         }
961
962         trace_mm_filemap_add_to_page_cache(&folio->page);
963         return 0;
964 error:
965         folio->mapping = NULL;
966         /* Leave page->index set: truncation relies upon it */
967         folio_put(folio);
968         return error;
969 }
970 ALLOW_ERROR_INJECTION(__filemap_add_folio, ERRNO);
971
972 /**
973  * add_to_page_cache_locked - add a locked page to the pagecache
974  * @page:       page to add
975  * @mapping:    the page's address_space
976  * @offset:     page index
977  * @gfp_mask:   page allocation mode
978  *
979  * This function is used to add a page to the pagecache. It must be locked.
980  * This function does not add the page to the LRU.  The caller must do that.
981  *
982  * Return: %0 on success, negative error code otherwise.
983  */
984 int add_to_page_cache_locked(struct page *page, struct address_space *mapping,
985                 pgoff_t offset, gfp_t gfp_mask)
986 {
987         return __filemap_add_folio(mapping, page_folio(page), offset,
988                                           gfp_mask, NULL);
989 }
990 EXPORT_SYMBOL(add_to_page_cache_locked);
991
992 int filemap_add_folio(struct address_space *mapping, struct folio *folio,
993                                 pgoff_t index, gfp_t gfp)
994 {
995         void *shadow = NULL;
996         int ret;
997
998         __folio_set_locked(folio);
999         ret = __filemap_add_folio(mapping, folio, index, gfp, &shadow);
1000         if (unlikely(ret))
1001                 __folio_clear_locked(folio);
1002         else {
1003                 /*
1004                  * The folio might have been evicted from cache only
1005                  * recently, in which case it should be activated like
1006                  * any other repeatedly accessed folio.
1007                  * The exception is folios getting rewritten; evicting other
1008                  * data from the working set, only to cache data that will
1009                  * get overwritten with something else, is a waste of memory.
1010                  */
1011                 WARN_ON_ONCE(folio_test_active(folio));
1012                 if (!(gfp & __GFP_WRITE) && shadow)
1013                         workingset_refault(folio, shadow);
1014                 folio_add_lru(folio);
1015         }
1016         return ret;
1017 }
1018 EXPORT_SYMBOL_GPL(filemap_add_folio);
1019
1020 #ifdef CONFIG_NUMA
1021 struct folio *filemap_alloc_folio(gfp_t gfp, unsigned int order)
1022 {
1023         int n;
1024         struct folio *folio;
1025
1026         if (cpuset_do_page_mem_spread()) {
1027                 unsigned int cpuset_mems_cookie;
1028                 do {
1029                         cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
1030                         n = cpuset_mem_spread_node();
1031                         folio = __folio_alloc_node(gfp, order, n);
1032                 } while (!folio && read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie));
1033
1034                 return folio;
1035         }
1036         return folio_alloc(gfp, order);
1037 }
1038 EXPORT_SYMBOL(filemap_alloc_folio);
1039 #endif
1040
1041 /*
1042  * filemap_invalidate_lock_two - lock invalidate_lock for two mappings
1043  *
1044  * Lock exclusively invalidate_lock of any passed mapping that is not NULL.
1045  *
1046  * @mapping1: the first mapping to lock
1047  * @mapping2: the second mapping to lock
1048  */
1049 void filemap_invalidate_lock_two(struct address_space *mapping1,
1050                                  struct address_space *mapping2)
1051 {
1052         if (mapping1 > mapping2)
1053                 swap(mapping1, mapping2);
1054         if (mapping1)
1055                 down_write(&mapping1->invalidate_lock);
1056         if (mapping2 && mapping1 != mapping2)
1057                 down_write_nested(&mapping2->invalidate_lock, 1);
1058 }
1059 EXPORT_SYMBOL(filemap_invalidate_lock_two);
1060
1061 /*
1062  * filemap_invalidate_unlock_two - unlock invalidate_lock for two mappings
1063  *
1064  * Unlock exclusive invalidate_lock of any passed mapping that is not NULL.
1065  *
1066  * @mapping1: the first mapping to unlock
1067  * @mapping2: the second mapping to unlock
1068  */
1069 void filemap_invalidate_unlock_two(struct address_space *mapping1,
1070                                    struct address_space *mapping2)
1071 {
1072         if (mapping1)
1073                 up_write(&mapping1->invalidate_lock);
1074         if (mapping2 && mapping1 != mapping2)
1075                 up_write(&mapping2->invalidate_lock);
1076 }
1077 EXPORT_SYMBOL(filemap_invalidate_unlock_two);
1078
1079 /*
1080  * In order to wait for pages to become available there must be
1081  * waitqueues associated with pages. By using a hash table of
1082  * waitqueues where the bucket discipline is to maintain all
1083  * waiters on the same queue and wake all when any of the pages
1084  * become available, and for the woken contexts to check to be
1085  * sure the appropriate page became available, this saves space
1086  * at a cost of "thundering herd" phenomena during rare hash
1087  * collisions.
1088  */
1089 #define PAGE_WAIT_TABLE_BITS 8
1090 #define PAGE_WAIT_TABLE_SIZE (1 << PAGE_WAIT_TABLE_BITS)
1091 static wait_queue_head_t folio_wait_table[PAGE_WAIT_TABLE_SIZE] __cacheline_aligned;
1092
1093 static wait_queue_head_t *folio_waitqueue(struct folio *folio)
1094 {
1095         return &folio_wait_table[hash_ptr(folio, PAGE_WAIT_TABLE_BITS)];
1096 }
1097
1098 void __init pagecache_init(void)
1099 {
1100         int i;
1101
1102         for (i = 0; i < PAGE_WAIT_TABLE_SIZE; i++)
1103                 init_waitqueue_head(&folio_wait_table[i]);
1104
1105         page_writeback_init();
1106 }
1107
1108 /*
1109  * The page wait code treats the "wait->flags" somewhat unusually, because
1110  * we have multiple different kinds of waits, not just the usual "exclusive"
1111  * one.
1112  *
1113  * We have:
1114  *
1115  *  (a) no special bits set:
1116  *
1117  *      We're just waiting for the bit to be released, and when a waker
1118  *      calls the wakeup function, we set WQ_FLAG_WOKEN and wake it up,
1119  *      and remove it from the wait queue.
1120  *
1121  *      Simple and straightforward.
1122  *
1123  *  (b) WQ_FLAG_EXCLUSIVE:
1124  *
1125  *      The waiter is waiting to get the lock, and only one waiter should
1126  *      be woken up to avoid any thundering herd behavior. We'll set the
1127  *      WQ_FLAG_WOKEN bit, wake it up, and remove it from the wait queue.
1128  *
1129  *      This is the traditional exclusive wait.
1130  *
1131  *  (c) WQ_FLAG_EXCLUSIVE | WQ_FLAG_CUSTOM:
1132  *
1133  *      The waiter is waiting to get the bit, and additionally wants the
1134  *      lock to be transferred to it for fair lock behavior. If the lock
1135  *      cannot be taken, we stop walking the wait queue without waking
1136  *      the waiter.
1137  *
1138  *      This is the "fair lock handoff" case, and in addition to setting
1139  *      WQ_FLAG_WOKEN, we set WQ_FLAG_DONE to let the waiter easily see
1140  *      that it now has the lock.
1141  */
1142 static int wake_page_function(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode, int sync, void *arg)
1143 {
1144         unsigned int flags;
1145         struct wait_page_key *key = arg;
1146         struct wait_page_queue *wait_page
1147                 = container_of(wait, struct wait_page_queue, wait);
1148
1149         if (!wake_page_match(wait_page, key))
1150                 return 0;
1151
1152         /*
1153          * If it's a lock handoff wait, we get the bit for it, and
1154          * stop walking (and do not wake it up) if we can't.
1155          */
1156         flags = wait->flags;
1157         if (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) {
1158                 if (test_bit(key->bit_nr, &key->folio->flags))
1159                         return -1;
1160                 if (flags & WQ_FLAG_CUSTOM) {
1161                         if (test_and_set_bit(key->bit_nr, &key->folio->flags))
1162                                 return -1;
1163                         flags |= WQ_FLAG_DONE;
1164                 }
1165         }
1166
1167         /*
1168          * We are holding the wait-queue lock, but the waiter that
1169          * is waiting for this will be checking the flags without
1170          * any locking.
1171          *
1172          * So update the flags atomically, and wake up the waiter
1173          * afterwards to avoid any races. This store-release pairs
1174          * with the load-acquire in folio_wait_bit_common().
1175          */
1176         smp_store_release(&wait->flags, flags | WQ_FLAG_WOKEN);
1177         wake_up_state(wait->private, mode);
1178
1179         /*
1180          * Ok, we have successfully done what we're waiting for,
1181          * and we can unconditionally remove the wait entry.
1182          *
1183          * Note that this pairs with the "finish_wait()" in the
1184          * waiter, and has to be the absolute last thing we do.
1185          * After this list_del_init(&wait->entry) the wait entry
1186          * might be de-allocated and the process might even have
1187          * exited.
1188          */
1189         list_del_init_careful(&wait->entry);
1190         return (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) != 0;
1191 }
1192
1193 static void folio_wake_bit(struct folio *folio, int bit_nr)
1194 {
1195         wait_queue_head_t *q = folio_waitqueue(folio);
1196         struct wait_page_key key;
1197         unsigned long flags;
1198         wait_queue_entry_t bookmark;
1199
1200         key.folio = folio;
1201         key.bit_nr = bit_nr;
1202         key.page_match = 0;
1203
1204         bookmark.flags = 0;
1205         bookmark.private = NULL;
1206         bookmark.func = NULL;
1207         INIT_LIST_HEAD(&bookmark.entry);
1208
1209         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
1210         __wake_up_locked_key_bookmark(q, TASK_NORMAL, &key, &bookmark);
1211
1212         while (bookmark.flags & WQ_FLAG_BOOKMARK) {
1213                 /*
1214                  * Take a breather from holding the lock,
1215                  * allow pages that finish wake up asynchronously
1216                  * to acquire the lock and remove themselves
1217                  * from wait queue
1218                  */
1219                 spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
1220                 cpu_relax();
1221                 spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
1222                 __wake_up_locked_key_bookmark(q, TASK_NORMAL, &key, &bookmark);
1223         }
1224
1225         /*
1226          * It is possible for other pages to have collided on the waitqueue
1227          * hash, so in that case check for a page match. That prevents a long-
1228          * term waiter
1229          *
1230          * It is still possible to miss a case here, when we woke page waiters
1231          * and removed them from the waitqueue, but there are still other
1232          * page waiters.
1233          */
1234         if (!waitqueue_active(q) || !key.page_match) {
1235                 folio_clear_waiters(folio);
1236                 /*
1237                  * It's possible to miss clearing Waiters here, when we woke
1238                  * our page waiters, but the hashed waitqueue has waiters for
1239                  * other pages on it.
1240                  *
1241                  * That's okay, it's a rare case. The next waker will clear it.
1242                  */
1243         }
1244         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
1245 }
1246
1247 static void folio_wake(struct folio *folio, int bit)
1248 {
1249         if (!folio_test_waiters(folio))
1250                 return;
1251         folio_wake_bit(folio, bit);
1252 }
1253
1254 /*
1255  * A choice of three behaviors for folio_wait_bit_common():
1256  */
1257 enum behavior {
1258         EXCLUSIVE,      /* Hold ref to page and take the bit when woken, like
1259                          * __folio_lock() waiting on then setting PG_locked.
1260                          */
1261         SHARED,         /* Hold ref to page and check the bit when woken, like
1262                          * wait_on_page_writeback() waiting on PG_writeback.
1263                          */
1264         DROP,           /* Drop ref to page before wait, no check when woken,
1265                          * like put_and_wait_on_page_locked() on PG_locked.
1266                          */
1267 };
1268
1269 /*
1270  * Attempt to check (or get) the folio flag, and mark us done
1271  * if successful.
1272  */
1273 static inline bool folio_trylock_flag(struct folio *folio, int bit_nr,
1274                                         struct wait_queue_entry *wait)
1275 {
1276         if (wait->flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) {
1277                 if (test_and_set_bit(bit_nr, &folio->flags))
1278                         return false;
1279         } else if (test_bit(bit_nr, &folio->flags))
1280                 return false;
1281
1282         wait->flags |= WQ_FLAG_WOKEN | WQ_FLAG_DONE;
1283         return true;
1284 }
1285
1286 /* How many times do we accept lock stealing from under a waiter? */
1287 int sysctl_page_lock_unfairness = 5;
1288
1289 static inline int folio_wait_bit_common(struct folio *folio, int bit_nr,
1290                 int state, enum behavior behavior)
1291 {
1292         wait_queue_head_t *q = folio_waitqueue(folio);
1293         int unfairness = sysctl_page_lock_unfairness;
1294         struct wait_page_queue wait_page;
1295         wait_queue_entry_t *wait = &wait_page.wait;
1296         bool thrashing = false;
1297         bool delayacct = false;
1298         unsigned long pflags;
1299
1300         if (bit_nr == PG_locked &&
1301             !folio_test_uptodate(folio) && folio_test_workingset(folio)) {
1302                 if (!folio_test_swapbacked(folio)) {
1303                         delayacct_thrashing_start();
1304                         delayacct = true;
1305                 }
1306                 psi_memstall_enter(&pflags);
1307                 thrashing = true;
1308         }
1309
1310         init_wait(wait);
1311         wait->func = wake_page_function;
1312         wait_page.folio = folio;
1313         wait_page.bit_nr = bit_nr;
1314
1315 repeat:
1316         wait->flags = 0;
1317         if (behavior == EXCLUSIVE) {
1318                 wait->flags = WQ_FLAG_EXCLUSIVE;
1319                 if (--unfairness < 0)
1320                         wait->flags |= WQ_FLAG_CUSTOM;
1321         }
1322
1323         /*
1324          * Do one last check whether we can get the
1325          * page bit synchronously.
1326          *
1327          * Do the folio_set_waiters() marking before that
1328          * to let any waker we _just_ missed know they
1329          * need to wake us up (otherwise they'll never
1330          * even go to the slow case that looks at the
1331          * page queue), and add ourselves to the wait
1332          * queue if we need to sleep.
1333          *
1334          * This part needs to be done under the queue
1335          * lock to avoid races.
1336          */
1337         spin_lock_irq(&q->lock);
1338         folio_set_waiters(folio);
1339         if (!folio_trylock_flag(folio, bit_nr, wait))
1340                 __add_wait_queue_entry_tail(q, wait);
1341         spin_unlock_irq(&q->lock);
1342
1343         /*
1344          * From now on, all the logic will be based on
1345          * the WQ_FLAG_WOKEN and WQ_FLAG_DONE flag, to
1346          * see whether the page bit testing has already
1347          * been done by the wake function.
1348          *
1349          * We can drop our reference to the folio.
1350          */
1351         if (behavior == DROP)
1352                 folio_put(folio);
1353
1354         /*
1355          * Note that until the "finish_wait()", or until
1356          * we see the WQ_FLAG_WOKEN flag, we need to
1357          * be very careful with the 'wait->flags', because
1358          * we may race with a waker that sets them.
1359          */
1360         for (;;) {
1361                 unsigned int flags;
1362
1363                 set_current_state(state);
1364
1365                 /* Loop until we've been woken or interrupted */
1366                 flags = smp_load_acquire(&wait->flags);
1367                 if (!(flags & WQ_FLAG_WOKEN)) {
1368                         if (signal_pending_state(state, current))
1369                                 break;
1370
1371                         io_schedule();
1372                         continue;
1373                 }
1374
1375                 /* If we were non-exclusive, we're done */
1376                 if (behavior != EXCLUSIVE)
1377                         break;
1378
1379                 /* If the waker got the lock for us, we're done */
1380                 if (flags & WQ_FLAG_DONE)
1381                         break;
1382
1383                 /*
1384                  * Otherwise, if we're getting the lock, we need to
1385                  * try to get it ourselves.
1386                  *
1387                  * And if that fails, we'll have to retry this all.
1388                  */
1389                 if (unlikely(test_and_set_bit(bit_nr, folio_flags(folio, 0))))
1390                         goto repeat;
1391
1392                 wait->flags |= WQ_FLAG_DONE;
1393                 break;
1394         }
1395
1396         /*
1397          * If a signal happened, this 'finish_wait()' may remove the last
1398          * waiter from the wait-queues, but the folio waiters bit will remain
1399          * set. That's ok. The next wakeup will take care of it, and trying
1400          * to do it here would be difficult and prone to races.
1401          */
1402         finish_wait(q, wait);
1403
1404         if (thrashing) {
1405                 if (delayacct)
1406                         delayacct_thrashing_end();
1407                 psi_memstall_leave(&pflags);
1408         }
1409
1410         /*
1411          * NOTE! The wait->flags weren't stable until we've done the
1412          * 'finish_wait()', and we could have exited the loop above due
1413          * to a signal, and had a wakeup event happen after the signal
1414          * test but before the 'finish_wait()'.
1415          *
1416          * So only after the finish_wait() can we reliably determine
1417          * if we got woken up or not, so we can now figure out the final
1418          * return value based on that state without races.
1419          *
1420          * Also note that WQ_FLAG_WOKEN is sufficient for a non-exclusive
1421          * waiter, but an exclusive one requires WQ_FLAG_DONE.
1422          */
1423         if (behavior == EXCLUSIVE)
1424                 return wait->flags & WQ_FLAG_DONE ? 0 : -EINTR;
1425
1426         return wait->flags & WQ_FLAG_WOKEN ? 0 : -EINTR;
1427 }
1428
1429 void folio_wait_bit(struct folio *folio, int bit_nr)
1430 {
1431         folio_wait_bit_common(folio, bit_nr, TASK_UNINTERRUPTIBLE, SHARED);
1432 }
1433 EXPORT_SYMBOL(folio_wait_bit);
1434
1435 int folio_wait_bit_killable(struct folio *folio, int bit_nr)
1436 {
1437         return folio_wait_bit_common(folio, bit_nr, TASK_KILLABLE, SHARED);
1438 }
1439 EXPORT_SYMBOL(folio_wait_bit_killable);
1440
1441 /**
1442  * put_and_wait_on_page_locked - Drop a reference and wait for it to be unlocked
1443  * @page: The page to wait for.
1444  * @state: The sleep state (TASK_KILLABLE, TASK_UNINTERRUPTIBLE, etc).
1445  *
1446  * The caller should hold a reference on @page.  They expect the page to
1447  * become unlocked relatively soon, but do not wish to hold up migration
1448  * (for example) by holding the reference while waiting for the page to
1449  * come unlocked.  After this function returns, the caller should not
1450  * dereference @page.
1451  *
1452  * Return: 0 if the page was unlocked or -EINTR if interrupted by a signal.
1453  */
1454 int put_and_wait_on_page_locked(struct page *page, int state)
1455 {
1456         return folio_wait_bit_common(page_folio(page), PG_locked, state,
1457                         DROP);
1458 }
1459
1460 /**
1461  * folio_add_wait_queue - Add an arbitrary waiter to a folio's wait queue
1462  * @folio: Folio defining the wait queue of interest
1463  * @waiter: Waiter to add to the queue
1464  *
1465  * Add an arbitrary @waiter to the wait queue for the nominated @folio.
1466  */
1467 void folio_add_wait_queue(struct folio *folio, wait_queue_entry_t *waiter)
1468 {
1469         wait_queue_head_t *q = folio_waitqueue(folio);
1470         unsigned long flags;
1471
1472         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
1473         __add_wait_queue_entry_tail(q, waiter);
1474         folio_set_waiters(folio);
1475         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
1476 }
1477 EXPORT_SYMBOL_GPL(folio_add_wait_queue);
1478
1479 #ifndef clear_bit_unlock_is_negative_byte
1480
1481 /*
1482  * PG_waiters is the high bit in the same byte as PG_lock.
1483  *
1484  * On x86 (and on many other architectures), we can clear PG_lock and
1485  * test the sign bit at the same time. But if the architecture does
1486  * not support that special operation, we just do this all by hand
1487  * instead.
1488  *
1489  * The read of PG_waiters has to be after (or concurrently with) PG_locked
1490  * being cleared, but a memory barrier should be unnecessary since it is
1491  * in the same byte as PG_locked.
1492  */
1493 static inline bool clear_bit_unlock_is_negative_byte(long nr, volatile void *mem)
1494 {
1495         clear_bit_unlock(nr, mem);
1496         /* smp_mb__after_atomic(); */
1497         return test_bit(PG_waiters, mem);
1498 }
1499
1500 #endif
1501
1502 /**
1503  * folio_unlock - Unlock a locked folio.
1504  * @folio: The folio.
1505  *
1506  * Unlocks the folio and wakes up any thread sleeping on the page lock.
1507  *
1508  * Context: May be called from interrupt or process context.  May not be
1509  * called from NMI context.
1510  */
1511 void folio_unlock(struct folio *folio)
1512 {
1513         /* Bit 7 allows x86 to check the byte's sign bit */
1514         BUILD_BUG_ON(PG_waiters != 7);
1515         BUILD_BUG_ON(PG_locked > 7);
1516         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(folio), folio);
1517         if (clear_bit_unlock_is_negative_byte(PG_locked, folio_flags(folio, 0)))
1518                 folio_wake_bit(folio, PG_locked);
1519 }
1520 EXPORT_SYMBOL(folio_unlock);
1521
1522 /**
1523  * folio_end_private_2 - Clear PG_private_2 and wake any waiters.
1524  * @folio: The folio.
1525  *
1526  * Clear the PG_private_2 bit on a folio and wake up any sleepers waiting for
1527  * it.  The folio reference held for PG_private_2 being set is released.
1528  *
1529  * This is, for example, used when a netfs folio is being written to a local
1530  * disk cache, thereby allowing writes to the cache for the same folio to be
1531  * serialised.
1532  */
1533 void folio_end_private_2(struct folio *folio)
1534 {
1535         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_private_2(folio), folio);
1536         clear_bit_unlock(PG_private_2, folio_flags(folio, 0));
1537         folio_wake_bit(folio, PG_private_2);
1538         folio_put(folio);
1539 }
1540 EXPORT_SYMBOL(folio_end_private_2);
1541
1542 /**
1543  * folio_wait_private_2 - Wait for PG_private_2 to be cleared on a folio.
1544  * @folio: The folio to wait on.
1545  *
1546  * Wait for PG_private_2 (aka PG_fscache) to be cleared on a folio.
1547  */
1548 void folio_wait_private_2(struct folio *folio)
1549 {
1550         while (folio_test_private_2(folio))
1551                 folio_wait_bit(folio, PG_private_2);
1552 }
1553 EXPORT_SYMBOL(folio_wait_private_2);
1554
1555 /**
1556  * folio_wait_private_2_killable - Wait for PG_private_2 to be cleared on a folio.
1557  * @folio: The folio to wait on.
1558  *
1559  * Wait for PG_private_2 (aka PG_fscache) to be cleared on a folio or until a
1560  * fatal signal is received by the calling task.
1561  *
1562  * Return:
1563  * - 0 if successful.
1564  * - -EINTR if a fatal signal was encountered.
1565  */
1566 int folio_wait_private_2_killable(struct folio *folio)
1567 {
1568         int ret = 0;
1569
1570         while (folio_test_private_2(folio)) {
1571                 ret = folio_wait_bit_killable(folio, PG_private_2);
1572                 if (ret < 0)
1573                         break;
1574         }
1575
1576         return ret;
1577 }
1578 EXPORT_SYMBOL(folio_wait_private_2_killable);
1579
1580 /**
1581  * folio_end_writeback - End writeback against a folio.
1582  * @folio: The folio.
1583  */
1584 void folio_end_writeback(struct folio *folio)
1585 {
1586         /*
1587          * folio_test_clear_reclaim() could be used here but it is an
1588          * atomic operation and overkill in this particular case. Failing
1589          * to shuffle a folio marked for immediate reclaim is too mild
1590          * a gain to justify taking an atomic operation penalty at the
1591          * end of every folio writeback.
1592          */
1593         if (folio_test_reclaim(folio)) {
1594                 folio_clear_reclaim(folio);
1595                 folio_rotate_reclaimable(folio);
1596         }
1597
1598         /*
1599          * Writeback does not hold a folio reference of its own, relying
1600          * on truncation to wait for the clearing of PG_writeback.
1601          * But here we must make sure that the folio is not freed and
1602          * reused before the folio_wake().
1603          */
1604         folio_get(folio);
1605         if (!__folio_end_writeback(folio))
1606                 BUG();
1607
1608         smp_mb__after_atomic();
1609         folio_wake(folio, PG_writeback);
1610         acct_reclaim_writeback(folio);
1611         folio_put(folio);
1612 }
1613 EXPORT_SYMBOL(folio_end_writeback);
1614
1615 /*
1616  * After completing I/O on a page, call this routine to update the page
1617  * flags appropriately
1618  */
1619 void page_endio(struct page *page, bool is_write, int err)
1620 {
1621         if (!is_write) {
1622                 if (!err) {
1623                         SetPageUptodate(page);
1624                 } else {
1625                         ClearPageUptodate(page);
1626                         SetPageError(page);
1627                 }
1628                 unlock_page(page);
1629         } else {
1630                 if (err) {
1631                         struct address_space *mapping;
1632
1633                         SetPageError(page);
1634                         mapping = page_mapping(page);
1635                         if (mapping)
1636                                 mapping_set_error(mapping, err);
1637                 }
1638                 end_page_writeback(page);
1639         }
1640 }
1641 EXPORT_SYMBOL_GPL(page_endio);
1642
1643 /**
1644  * __folio_lock - Get a lock on the folio, assuming we need to sleep to get it.
1645  * @folio: The folio to lock
1646  */
1647 void __folio_lock(struct folio *folio)
1648 {
1649         folio_wait_bit_common(folio, PG_locked, TASK_UNINTERRUPTIBLE,
1650                                 EXCLUSIVE);
1651 }
1652 EXPORT_SYMBOL(__folio_lock);
1653
1654 int __folio_lock_killable(struct folio *folio)
1655 {
1656         return folio_wait_bit_common(folio, PG_locked, TASK_KILLABLE,
1657                                         EXCLUSIVE);
1658 }
1659 EXPORT_SYMBOL_GPL(__folio_lock_killable);
1660
1661 static int __folio_lock_async(struct folio *folio, struct wait_page_queue *wait)
1662 {
1663         struct wait_queue_head *q = folio_waitqueue(folio);
1664         int ret = 0;
1665
1666         wait->folio = folio;
1667         wait->bit_nr = PG_locked;
1668
1669         spin_lock_irq(&q->lock);
1670         __add_wait_queue_entry_tail(q, &wait->wait);
1671         folio_set_waiters(folio);
1672         ret = !folio_trylock(folio);
1673         /*
1674          * If we were successful now, we know we're still on the
1675          * waitqueue as we're still under the lock. This means it's
1676          * safe to remove and return success, we know the callback
1677          * isn't going to trigger.
1678          */
1679         if (!ret)
1680                 __remove_wait_queue(q, &wait->wait);
1681         else
1682                 ret = -EIOCBQUEUED;
1683         spin_unlock_irq(&q->lock);
1684         return ret;
1685 }
1686
1687 /*
1688  * Return values:
1689  * true - folio is locked; mmap_lock is still held.
1690  * false - folio is not locked.
1691  *     mmap_lock has been released (mmap_read_unlock(), unless flags had both
1692  *     FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY and FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT set, in
1693  *     which case mmap_lock is still held.
1694  *
1695  * If neither ALLOW_RETRY nor KILLABLE are set, will always return true
1696  * with the folio locked and the mmap_lock unperturbed.
1697  */
1698 bool __folio_lock_or_retry(struct folio *folio, struct mm_struct *mm,
1699                          unsigned int flags)
1700 {
1701         if (fault_flag_allow_retry_first(flags)) {
1702                 /*
1703                  * CAUTION! In this case, mmap_lock is not released
1704                  * even though return 0.
1705                  */
1706                 if (flags & FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT)
1707                         return false;
1708
1709                 mmap_read_unlock(mm);
1710                 if (flags & FAULT_FLAG_KILLABLE)
1711                         folio_wait_locked_killable(folio);
1712                 else
1713                         folio_wait_locked(folio);
1714                 return false;
1715         }
1716         if (flags & FAULT_FLAG_KILLABLE) {
1717                 bool ret;
1718
1719                 ret = __folio_lock_killable(folio);
1720                 if (ret) {
1721                         mmap_read_unlock(mm);
1722                         return false;
1723                 }
1724         } else {
1725                 __folio_lock(folio);
1726         }
1727
1728         return true;
1729 }
1730
1731 /**
1732  * page_cache_next_miss() - Find the next gap in the page cache.
1733  * @mapping: Mapping.
1734  * @index: Index.
1735  * @max_scan: Maximum range to search.
1736  *
1737  * Search the range [index, min(index + max_scan - 1, ULONG_MAX)] for the
1738  * gap with the lowest index.
1739  *
1740  * This function may be called under the rcu_read_lock.  However, this will
1741  * not atomically search a snapshot of the cache at a single point in time.
1742  * For example, if a gap is created at index 5, then subsequently a gap is
1743  * created at index 10, page_cache_next_miss covering both indices may
1744  * return 10 if called under the rcu_read_lock.
1745  *
1746  * Return: The index of the gap if found, otherwise an index outside the
1747  * range specified (in which case 'return - index >= max_scan' will be true).
1748  * In the rare case of index wrap-around, 0 will be returned.
1749  */
1750 pgoff_t page_cache_next_miss(struct address_space *mapping,
1751                              pgoff_t index, unsigned long max_scan)
1752 {
1753         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, index);
1754
1755         while (max_scan--) {
1756                 void *entry = xas_next(&xas);
1757                 if (!entry || xa_is_value(entry))
1758                         break;
1759                 if (xas.xa_index == 0)
1760                         break;
1761         }
1762
1763         return xas.xa_index;
1764 }
1765 EXPORT_SYMBOL(page_cache_next_miss);
1766
1767 /**
1768  * page_cache_prev_miss() - Find the previous gap in the page cache.
1769  * @mapping: Mapping.
1770  * @index: Index.
1771  * @max_scan: Maximum range to search.
1772  *
1773  * Search the range [max(index - max_scan + 1, 0), index] for the
1774  * gap with the highest index.
1775  *
1776  * This function may be called under the rcu_read_lock.  However, this will
1777  * not atomically search a snapshot of the cache at a single point in time.
1778  * For example, if a gap is created at index 10, then subsequently a gap is
1779  * created at index 5, page_cache_prev_miss() covering both indices may
1780  * return 5 if called under the rcu_read_lock.
1781  *
1782  * Return: The index of the gap if found, otherwise an index outside the
1783  * range specified (in which case 'index - return >= max_scan' will be true).
1784  * In the rare case of wrap-around, ULONG_MAX will be returned.
1785  */
1786 pgoff_t page_cache_prev_miss(struct address_space *mapping,
1787                              pgoff_t index, unsigned long max_scan)
1788 {
1789         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, index);
1790
1791         while (max_scan--) {
1792                 void *entry = xas_prev(&xas);
1793                 if (!entry || xa_is_value(entry))
1794                         break;
1795                 if (xas.xa_index == ULONG_MAX)
1796                         break;
1797         }
1798
1799         return xas.xa_index;
1800 }
1801 EXPORT_SYMBOL(page_cache_prev_miss);
1802
1803 /*
1804  * Lockless page cache protocol:
1805  * On the lookup side:
1806  * 1. Load the folio from i_pages
1807  * 2. Increment the refcount if it's not zero
1808  * 3. If the folio is not found by xas_reload(), put the refcount and retry
1809  *
1810  * On the removal side:
1811  * A. Freeze the page (by zeroing the refcount if nobody else has a reference)
1812  * B. Remove the page from i_pages
1813  * C. Return the page to the page allocator
1814  *
1815  * This means that any page may have its reference count temporarily
1816  * increased by a speculative page cache (or fast GUP) lookup as it can
1817  * be allocated by another user before the RCU grace period expires.
1818  * Because the refcount temporarily acquired here may end up being the
1819  * last refcount on the page, any page allocation must be freeable by
1820  * folio_put().
1821  */
1822
1823 /*
1824  * mapping_get_entry - Get a page cache entry.
1825  * @mapping: the address_space to search
1826  * @index: The page cache index.
1827  *
1828  * Looks up the page cache entry at @mapping & @index.  If it is a folio,
1829  * it is returned with an increased refcount.  If it is a shadow entry
1830  * of a previously evicted folio, or a swap entry from shmem/tmpfs,
1831  * it is returned without further action.
1832  *
1833  * Return: The folio, swap or shadow entry, %NULL if nothing is found.
1834  */
1835 static void *mapping_get_entry(struct address_space *mapping, pgoff_t index)
1836 {
1837         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, index);
1838         struct folio *folio;
1839
1840         rcu_read_lock();
1841 repeat:
1842         xas_reset(&xas);
1843         folio = xas_load(&xas);
1844         if (xas_retry(&xas, folio))
1845                 goto repeat;
1846         /*
1847          * A shadow entry of a recently evicted page, or a swap entry from
1848          * shmem/tmpfs.  Return it without attempting to raise page count.
1849          */
1850         if (!folio || xa_is_value(folio))
1851                 goto out;
1852
1853         if (!folio_try_get_rcu(folio))
1854                 goto repeat;
1855
1856         if (unlikely(folio != xas_reload(&xas))) {
1857                 folio_put(folio);
1858                 goto repeat;
1859         }
1860 out:
1861         rcu_read_unlock();
1862
1863         return folio;
1864 }
1865
1866 /**
1867  * __filemap_get_folio - Find and get a reference to a folio.
1868  * @mapping: The address_space to search.
1869  * @index: The page index.
1870  * @fgp_flags: %FGP flags modify how the folio is returned.
1871  * @gfp: Memory allocation flags to use if %FGP_CREAT is specified.
1872  *
1873  * Looks up the page cache entry at @mapping & @index.
1874  *
1875  * @fgp_flags can be zero or more of these flags:
1876  *
1877  * * %FGP_ACCESSED - The folio will be marked accessed.
1878  * * %FGP_LOCK - The folio is returned locked.
1879  * * %FGP_ENTRY - If there is a shadow / swap / DAX entry, return it
1880  *   instead of allocating a new folio to replace it.
1881  * * %FGP_CREAT - If no page is present then a new page is allocated using
1882  *   @gfp and added to the page cache and the VM's LRU list.
1883  *   The page is returned locked and with an increased refcount.
1884  * * %FGP_FOR_MMAP - The caller wants to do its own locking dance if the
1885  *   page is already in cache.  If the page was allocated, unlock it before
1886  *   returning so the caller can do the same dance.
1887  * * %FGP_WRITE - The page will be written to by the caller.
1888  * * %FGP_NOFS - __GFP_FS will get cleared in gfp.
1889  * * %FGP_NOWAIT - Don't get blocked by page lock.
1890  * * %FGP_STABLE - Wait for the folio to be stable (finished writeback)
1891  *
1892  * If %FGP_LOCK or %FGP_CREAT are specified then the function may sleep even
1893  * if the %GFP flags specified for %FGP_CREAT are atomic.
1894  *
1895  * If there is a page cache page, it is returned with an increased refcount.
1896  *
1897  * Return: The found folio or %NULL otherwise.
1898  */
1899 struct folio *__filemap_get_folio(struct address_space *mapping, pgoff_t index,
1900                 int fgp_flags, gfp_t gfp)
1901 {
1902         struct folio *folio;
1903
1904 repeat:
1905         folio = mapping_get_entry(mapping, index);
1906         if (xa_is_value(folio)) {
1907                 if (fgp_flags & FGP_ENTRY)
1908                         return folio;
1909                 folio = NULL;
1910         }
1911         if (!folio)
1912                 goto no_page;
1913
1914         if (fgp_flags & FGP_LOCK) {
1915                 if (fgp_flags & FGP_NOWAIT) {
1916                         if (!folio_trylock(folio)) {
1917                                 folio_put(folio);
1918                                 return NULL;
1919                         }
1920                 } else {
1921                         folio_lock(folio);
1922                 }
1923
1924                 /* Has the page been truncated? */
1925                 if (unlikely(folio->mapping != mapping)) {
1926                         folio_unlock(folio);
1927                         folio_put(folio);
1928                         goto repeat;
1929                 }
1930                 VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_contains(folio, index), folio);
1931         }
1932
1933         if (fgp_flags & FGP_ACCESSED)
1934                 folio_mark_accessed(folio);
1935         else if (fgp_flags & FGP_WRITE) {
1936                 /* Clear idle flag for buffer write */
1937                 if (folio_test_idle(folio))
1938                         folio_clear_idle(folio);
1939         }
1940
1941         if (fgp_flags & FGP_STABLE)
1942                 folio_wait_stable(folio);
1943 no_page:
1944         if (!folio && (fgp_flags & FGP_CREAT)) {
1945                 int err;
1946                 if ((fgp_flags & FGP_WRITE) && mapping_can_writeback(mapping))
1947                         gfp |= __GFP_WRITE;
1948                 if (fgp_flags & FGP_NOFS)
1949                         gfp &= ~__GFP_FS;
1950
1951                 folio = filemap_alloc_folio(gfp, 0);
1952                 if (!folio)
1953                         return NULL;
1954
1955                 if (WARN_ON_ONCE(!(fgp_flags & (FGP_LOCK | FGP_FOR_MMAP))))
1956                         fgp_flags |= FGP_LOCK;
1957
1958                 /* Init accessed so avoid atomic mark_page_accessed later */
1959                 if (fgp_flags & FGP_ACCESSED)
1960                         __folio_set_referenced(folio);
1961
1962                 err = filemap_add_folio(mapping, folio, index, gfp);
1963                 if (unlikely(err)) {
1964                         folio_put(folio);
1965                         folio = NULL;
1966                         if (err == -EEXIST)
1967                                 goto repeat;
1968                 }
1969
1970                 /*
1971                  * filemap_add_folio locks the page, and for mmap
1972                  * we expect an unlocked page.
1973                  */
1974                 if (folio && (fgp_flags & FGP_FOR_MMAP))
1975                         folio_unlock(folio);
1976         }
1977
1978         return folio;
1979 }
1980 EXPORT_SYMBOL(__filemap_get_folio);
1981
1982 static inline struct page *find_get_entry(struct xa_state *xas, pgoff_t max,
1983                 xa_mark_t mark)
1984 {
1985         struct page *page;
1986
1987 retry:
1988         if (mark == XA_PRESENT)
1989                 page = xas_find(xas, max);
1990         else
1991                 page = xas_find_marked(xas, max, mark);
1992
1993         if (xas_retry(xas, page))
1994                 goto retry;
1995         /*
1996          * A shadow entry of a recently evicted page, a swap
1997          * entry from shmem/tmpfs or a DAX entry.  Return it
1998          * without attempting to raise page count.
1999          */
2000         if (!page || xa_is_value(page))
2001                 return page;
2002
2003         if (!page_cache_get_speculative(page))
2004                 goto reset;
2005
2006         /* Has the page moved or been split? */
2007         if (unlikely(page != xas_reload(xas))) {
2008                 put_page(page);
2009                 goto reset;
2010         }
2011
2012         return page;
2013 reset:
2014         xas_reset(xas);
2015         goto retry;
2016 }
2017
2018 /**
2019  * find_get_entries - gang pagecache lookup
2020  * @mapping:    The address_space to search
2021  * @start:      The starting page cache index
2022  * @end:        The final page index (inclusive).
2023  * @pvec:       Where the resulting entries are placed.
2024  * @indices:    The cache indices corresponding to the entries in @entries
2025  *
2026  * find_get_entries() will search for and return a batch of entries in
2027  * the mapping.  The entries are placed in @pvec.  find_get_entries()
2028  * takes a reference on any actual pages it returns.
2029  *
2030  * The search returns a group of mapping-contiguous page cache entries
2031  * with ascending indexes.  There may be holes in the indices due to
2032  * not-present pages.
2033  *
2034  * Any shadow entries of evicted pages, or swap entries from
2035  * shmem/tmpfs, are included in the returned array.
2036  *
2037  * If it finds a Transparent Huge Page, head or tail, find_get_entries()
2038  * stops at that page: the caller is likely to have a better way to handle
2039  * the compound page as a whole, and then skip its extent, than repeatedly
2040  * calling find_get_entries() to return all its tails.
2041  *
2042  * Return: the number of pages and shadow entries which were found.
2043  */
2044 unsigned find_get_entries(struct address_space *mapping, pgoff_t start,
2045                 pgoff_t end, struct pagevec *pvec, pgoff_t *indices)
2046 {
2047         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start);
2048         struct page *page;
2049         unsigned int ret = 0;
2050         unsigned nr_entries = PAGEVEC_SIZE;
2051
2052         rcu_read_lock();
2053         while ((page = find_get_entry(&xas, end, XA_PRESENT))) {
2054                 /*
2055                  * Terminate early on finding a THP, to allow the caller to
2056                  * handle it all at once; but continue if this is hugetlbfs.
2057                  */
2058                 if (!xa_is_value(page) && PageTransHuge(page) &&
2059                                 !PageHuge(page)) {
2060                         page = find_subpage(page, xas.xa_index);
2061                         nr_entries = ret + 1;
2062                 }
2063
2064                 indices[ret] = xas.xa_index;
2065                 pvec->pages[ret] = page;
2066                 if (++ret == nr_entries)
2067                         break;
2068         }
2069         rcu_read_unlock();
2070
2071         pvec->nr = ret;
2072         return ret;
2073 }
2074
2075 /**
2076  * find_lock_entries - Find a batch of pagecache entries.
2077  * @mapping:    The address_space to search.
2078  * @start:      The starting page cache index.
2079  * @end:        The final page index (inclusive).
2080  * @pvec:       Where the resulting entries are placed.
2081  * @indices:    The cache indices of the entries in @pvec.
2082  *
2083  * find_lock_entries() will return a batch of entries from @mapping.
2084  * Swap, shadow and DAX entries are included.  Pages are returned
2085  * locked and with an incremented refcount.  Pages which are locked by
2086  * somebody else or under writeback are skipped.  Only the head page of
2087  * a THP is returned.  Pages which are partially outside the range are
2088  * not returned.
2089  *
2090  * The entries have ascending indexes.  The indices may not be consecutive
2091  * due to not-present entries, THP pages, pages which could not be locked
2092  * or pages under writeback.
2093  *
2094  * Return: The number of entries which were found.
2095  */
2096 unsigned find_lock_entries(struct address_space *mapping, pgoff_t start,
2097                 pgoff_t end, struct pagevec *pvec, pgoff_t *indices)
2098 {
2099         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start);
2100         struct page *page;
2101
2102         rcu_read_lock();
2103         while ((page = find_get_entry(&xas, end, XA_PRESENT))) {
2104                 if (!xa_is_value(page)) {
2105                         if (page->index < start)
2106                                 goto put;
2107                         if (page->index + thp_nr_pages(page) - 1 > end)
2108                                 goto put;
2109                         if (!trylock_page(page))
2110                                 goto put;
2111                         if (page->mapping != mapping || PageWriteback(page))
2112                                 goto unlock;
2113                         VM_BUG_ON_PAGE(!thp_contains(page, xas.xa_index),
2114                                         page);
2115                 }
2116                 indices[pvec->nr] = xas.xa_index;
2117                 if (!pagevec_add(pvec, page))
2118                         break;
2119                 goto next;
2120 unlock:
2121                 unlock_page(page);
2122 put:
2123                 put_page(page);
2124 next:
2125                 if (!xa_is_value(page) && PageTransHuge(page)) {
2126                         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
2127
2128                         /* Final THP may cross MAX_LFS_FILESIZE on 32-bit */
2129                         xas_set(&xas, page->index + nr_pages);
2130                         if (xas.xa_index < nr_pages)
2131                                 break;
2132                 }
2133         }
2134         rcu_read_unlock();
2135
2136         return pagevec_count(pvec);
2137 }
2138
2139 /**
2140  * find_get_pages_range - gang pagecache lookup
2141  * @mapping:    The address_space to search
2142  * @start:      The starting page index
2143  * @end:        The final page index (inclusive)
2144  * @nr_pages:   The maximum number of pages
2145  * @pages:      Where the resulting pages are placed
2146  *
2147  * find_get_pages_range() will search for and return a group of up to @nr_pages
2148  * pages in the mapping starting at index @start and up to index @end
2149  * (inclusive).  The pages are placed at @pages.  find_get_pages_range() takes
2150  * a reference against the returned pages.
2151  *
2152  * The search returns a group of mapping-contiguous pages with ascending
2153  * indexes.  There may be holes in the indices due to not-present pages.
2154  * We also update @start to index the next page for the traversal.
2155  *
2156  * Return: the number of pages which were found. If this number is
2157  * smaller than @nr_pages, the end of specified range has been
2158  * reached.
2159  */
2160 unsigned find_get_pages_range(struct address_space *mapping, pgoff_t *start,
2161                               pgoff_t end, unsigned int nr_pages,
2162                               struct page **pages)
2163 {
2164         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, *start);
2165         struct page *page;
2166         unsigned ret = 0;
2167
2168         if (unlikely(!nr_pages))
2169                 return 0;
2170
2171         rcu_read_lock();
2172         while ((page = find_get_entry(&xas, end, XA_PRESENT))) {
2173                 /* Skip over shadow, swap and DAX entries */
2174                 if (xa_is_value(page))
2175                         continue;
2176
2177                 pages[ret] = find_subpage(page, xas.xa_index);
2178                 if (++ret == nr_pages) {
2179                         *start = xas.xa_index + 1;
2180                         goto out;
2181                 }
2182         }
2183
2184         /*
2185          * We come here when there is no page beyond @end. We take care to not
2186          * overflow the index @start as it confuses some of the callers. This
2187          * breaks the iteration when there is a page at index -1 but that is
2188          * already broken anyway.
2189          */
2190         if (end == (pgoff_t)-1)
2191                 *start = (pgoff_t)-1;
2192         else
2193                 *start = end + 1;
2194 out:
2195         rcu_read_unlock();
2196
2197         return ret;
2198 }
2199
2200 /**
2201  * find_get_pages_contig - gang contiguous pagecache lookup
2202  * @mapping:    The address_space to search
2203  * @index:      The starting page index
2204  * @nr_pages:   The maximum number of pages
2205  * @pages:      Where the resulting pages are placed
2206  *
2207  * find_get_pages_contig() works exactly like find_get_pages(), except
2208  * that the returned number of pages are guaranteed to be contiguous.
2209  *
2210  * Return: the number of pages which were found.
2211  */
2212 unsigned find_get_pages_contig(struct address_space *mapping, pgoff_t index,
2213                                unsigned int nr_pages, struct page **pages)
2214 {
2215         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, index);
2216         struct page *page;
2217         unsigned int ret = 0;
2218
2219         if (unlikely(!nr_pages))
2220                 return 0;
2221
2222         rcu_read_lock();
2223         for (page = xas_load(&xas); page; page = xas_next(&xas)) {
2224                 if (xas_retry(&xas, page))
2225                         continue;
2226                 /*
2227                  * If the entry has been swapped out, we can stop looking.
2228                  * No current caller is looking for DAX entries.
2229                  */
2230                 if (xa_is_value(page))
2231                         break;
2232
2233                 if (!page_cache_get_speculative(page))
2234                         goto retry;
2235
2236                 /* Has the page moved or been split? */
2237                 if (unlikely(page != xas_reload(&xas)))
2238                         goto put_page;
2239
2240                 pages[ret] = find_subpage(page, xas.xa_index);
2241                 if (++ret == nr_pages)
2242                         break;
2243                 continue;
2244 put_page:
2245                 put_page(page);
2246 retry:
2247                 xas_reset(&xas);
2248         }
2249         rcu_read_unlock();
2250         return ret;
2251 }
2252 EXPORT_SYMBOL(find_get_pages_contig);
2253
2254 /**
2255  * find_get_pages_range_tag - Find and return head pages matching @tag.
2256  * @mapping:    the address_space to search
2257  * @index:      the starting page index
2258  * @end:        The final page index (inclusive)
2259  * @tag:        the tag index
2260  * @nr_pages:   the maximum number of pages
2261  * @pages:      where the resulting pages are placed
2262  *
2263  * Like find_get_pages(), except we only return head pages which are tagged
2264  * with @tag.  @index is updated to the index immediately after the last
2265  * page we return, ready for the next iteration.
2266  *
2267  * Return: the number of pages which were found.
2268  */
2269 unsigned find_get_pages_range_tag(struct address_space *mapping, pgoff_t *index,
2270                         pgoff_t end, xa_mark_t tag, unsigned int nr_pages,
2271                         struct page **pages)
2272 {
2273         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, *index);
2274         struct page *page;
2275         unsigned ret = 0;
2276
2277         if (unlikely(!nr_pages))
2278                 return 0;
2279
2280         rcu_read_lock();
2281         while ((page = find_get_entry(&xas, end, tag))) {
2282                 /*
2283                  * Shadow entries should never be tagged, but this iteration
2284                  * is lockless so there is a window for page reclaim to evict
2285                  * a page we saw tagged.  Skip over it.
2286                  */
2287                 if (xa_is_value(page))
2288                         continue;
2289
2290                 pages[ret] = page;
2291                 if (++ret == nr_pages) {
2292                         *index = page->index + thp_nr_pages(page);
2293                         goto out;
2294                 }
2295         }
2296
2297         /*
2298          * We come here when we got to @end. We take care to not overflow the
2299          * index @index as it confuses some of the callers. This breaks the
2300          * iteration when there is a page at index -1 but that is already
2301          * broken anyway.
2302          */
2303         if (end == (pgoff_t)-1)
2304                 *index = (pgoff_t)-1;
2305         else
2306                 *index = end + 1;
2307 out:
2308         rcu_read_unlock();
2309
2310         return ret;
2311 }
2312 EXPORT_SYMBOL(find_get_pages_range_tag);
2313
2314 /*
2315  * CD/DVDs are error prone. When a medium error occurs, the driver may fail
2316  * a _large_ part of the i/o request. Imagine the worst scenario:
2317  *
2318  *      ---R__________________________________________B__________
2319  *         ^ reading here                             ^ bad block(assume 4k)
2320  *
2321  * read(R) => miss => readahead(R...B) => media error => frustrating retries
2322  * => failing the whole request => read(R) => read(R+1) =>
2323  * readahead(R+1...B+1) => bang => read(R+2) => read(R+3) =>
2324  * readahead(R+3...B+2) => bang => read(R+3) => read(R+4) =>
2325  * readahead(R+4...B+3) => bang => read(R+4) => read(R+5) => ......
2326  *
2327  * It is going insane. Fix it by quickly scaling down the readahead size.
2328  */
2329 static void shrink_readahead_size_eio(struct file_ra_state *ra)
2330 {
2331         ra->ra_pages /= 4;
2332 }
2333
2334 /*
2335  * filemap_get_read_batch - Get a batch of pages for read
2336  *
2337  * Get a batch of pages which represent a contiguous range of bytes
2338  * in the file.  No tail pages will be returned.  If @index is in the
2339  * middle of a THP, the entire THP will be returned.  The last page in
2340  * the batch may have Readahead set or be not Uptodate so that the
2341  * caller can take the appropriate action.
2342  */
2343 static void filemap_get_read_batch(struct address_space *mapping,
2344                 pgoff_t index, pgoff_t max, struct pagevec *pvec)
2345 {
2346         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, index);
2347         struct page *head;
2348
2349         rcu_read_lock();
2350         for (head = xas_load(&xas); head; head = xas_next(&xas)) {
2351                 if (xas_retry(&xas, head))
2352                         continue;
2353                 if (xas.xa_index > max || xa_is_value(head))
2354                         break;
2355                 if (!page_cache_get_speculative(head))
2356                         goto retry;
2357
2358                 /* Has the page moved or been split? */
2359                 if (unlikely(head != xas_reload(&xas)))
2360                         goto put_page;
2361
2362                 if (!pagevec_add(pvec, head))
2363                         break;
2364                 if (!PageUptodate(head))
2365                         break;
2366                 if (PageReadahead(head))
2367                         break;
2368                 xas.xa_index = head->index + thp_nr_pages(head) - 1;
2369                 xas.xa_offset = (xas.xa_index >> xas.xa_shift) & XA_CHUNK_MASK;
2370                 continue;
2371 put_page:
2372                 put_page(head);
2373 retry:
2374                 xas_reset(&xas);
2375         }
2376         rcu_read_unlock();
2377 }
2378
2379 static int filemap_read_page(struct file *file, struct address_space *mapping,
2380                 struct page *page)
2381 {
2382         int error;
2383
2384         /*
2385          * A previous I/O error may have been due to temporary failures,
2386          * eg. multipath errors.  PG_error will be set again if readpage
2387          * fails.
2388          */
2389         ClearPageError(page);
2390         /* Start the actual read. The read will unlock the page. */
2391         error = mapping->a_ops->readpage(file, page);
2392         if (error)
2393                 return error;
2394
2395         error = wait_on_page_locked_killable(page);
2396         if (error)
2397                 return error;
2398         if (PageUptodate(page))
2399                 return 0;
2400         shrink_readahead_size_eio(&file->f_ra);
2401         return -EIO;
2402 }
2403
2404 static bool filemap_range_uptodate(struct address_space *mapping,
2405                 loff_t pos, struct iov_iter *iter, struct page *page)
2406 {
2407         int count;
2408
2409         if (PageUptodate(page))
2410                 return true;
2411         /* pipes can't handle partially uptodate pages */
2412         if (iov_iter_is_pipe(iter))
2413                 return false;
2414         if (!mapping->a_ops->is_partially_uptodate)
2415                 return false;
2416         if (mapping->host->i_blkbits >= (PAGE_SHIFT + thp_order(page)))
2417                 return false;
2418
2419         count = iter->count;
2420         if (page_offset(page) > pos) {
2421                 count -= page_offset(page) - pos;
2422                 pos = 0;
2423         } else {
2424                 pos -= page_offset(page);
2425         }
2426
2427         return mapping->a_ops->is_partially_uptodate(page, pos, count);
2428 }
2429
2430 static int filemap_update_page(struct kiocb *iocb,
2431                 struct address_space *mapping, struct iov_iter *iter,
2432                 struct page *page)
2433 {
2434         struct folio *folio = page_folio(page);
2435         int error;
2436
2437         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
2438                 if (!filemap_invalidate_trylock_shared(mapping))
2439                         return -EAGAIN;
2440         } else {
2441                 filemap_invalidate_lock_shared(mapping);
2442         }
2443
2444         if (!folio_trylock(folio)) {
2445                 error = -EAGAIN;
2446                 if (iocb->ki_flags & (IOCB_NOWAIT | IOCB_NOIO))
2447                         goto unlock_mapping;
2448                 if (!(iocb->ki_flags & IOCB_WAITQ)) {
2449                         filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
2450                         put_and_wait_on_page_locked(&folio->page, TASK_KILLABLE);
2451                         return AOP_TRUNCATED_PAGE;
2452                 }
2453                 error = __folio_lock_async(folio, iocb->ki_waitq);
2454                 if (error)
2455                         goto unlock_mapping;
2456         }
2457
2458         error = AOP_TRUNCATED_PAGE;
2459         if (!folio->mapping)
2460                 goto unlock;
2461
2462         error = 0;
2463         if (filemap_range_uptodate(mapping, iocb->ki_pos, iter, &folio->page))
2464                 goto unlock;
2465
2466         error = -EAGAIN;
2467         if (iocb->ki_flags & (IOCB_NOIO | IOCB_NOWAIT | IOCB_WAITQ))
2468                 goto unlock;
2469
2470         error = filemap_read_page(iocb->ki_filp, mapping, &folio->page);
2471         goto unlock_mapping;
2472 unlock:
2473         folio_unlock(folio);
2474 unlock_mapping:
2475         filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
2476         if (error == AOP_TRUNCATED_PAGE)
2477                 folio_put(folio);
2478         return error;
2479 }
2480
2481 static int filemap_create_page(struct file *file,
2482                 struct address_space *mapping, pgoff_t index,
2483                 struct pagevec *pvec)
2484 {
2485         struct page *page;
2486         int error;
2487
2488         page = page_cache_alloc(mapping);
2489         if (!page)
2490                 return -ENOMEM;
2491
2492         /*
2493          * Protect against truncate / hole punch. Grabbing invalidate_lock here
2494          * assures we cannot instantiate and bring uptodate new pagecache pages
2495          * after evicting page cache during truncate and before actually
2496          * freeing blocks.  Note that we could release invalidate_lock after
2497          * inserting the page into page cache as the locked page would then be
2498          * enough to synchronize with hole punching. But there are code paths
2499          * such as filemap_update_page() filling in partially uptodate pages or
2500          * ->readpages() that need to hold invalidate_lock while mapping blocks
2501          * for IO so let's hold the lock here as well to keep locking rules
2502          * simple.
2503          */
2504         filemap_invalidate_lock_shared(mapping);
2505         error = add_to_page_cache_lru(page, mapping, index,
2506                         mapping_gfp_constraint(mapping, GFP_KERNEL));
2507         if (error == -EEXIST)
2508                 error = AOP_TRUNCATED_PAGE;
2509         if (error)
2510                 goto error;
2511
2512         error = filemap_read_page(file, mapping, page);
2513         if (error)
2514                 goto error;
2515
2516         filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
2517         pagevec_add(pvec, page);
2518         return 0;
2519 error:
2520         filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
2521         put_page(page);
2522         return error;
2523 }
2524
2525 static int filemap_readahead(struct kiocb *iocb, struct file *file,
2526                 struct address_space *mapping, struct page *page,
2527                 pgoff_t last_index)
2528 {
2529         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOIO)
2530                 return -EAGAIN;
2531         page_cache_async_readahead(mapping, &file->f_ra, file, page,
2532                         page->index, last_index - page->index);
2533         return 0;
2534 }
2535
2536 static int filemap_get_pages(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
2537                 struct pagevec *pvec)
2538 {
2539         struct file *filp = iocb->ki_filp;
2540         struct address_space *mapping = filp->f_mapping;
2541         struct file_ra_state *ra = &filp->f_ra;
2542         pgoff_t index = iocb->ki_pos >> PAGE_SHIFT;
2543         pgoff_t last_index;
2544         struct page *page;
2545         int err = 0;
2546
2547         last_index = DIV_ROUND_UP(iocb->ki_pos + iter->count, PAGE_SIZE);
2548 retry:
2549         if (fatal_signal_pending(current))
2550                 return -EINTR;
2551
2552         filemap_get_read_batch(mapping, index, last_index, pvec);
2553         if (!pagevec_count(pvec)) {
2554                 if (iocb->ki_flags & IOCB_NOIO)
2555                         return -EAGAIN;
2556                 page_cache_sync_readahead(mapping, ra, filp, index,
2557                                 last_index - index);
2558                 filemap_get_read_batch(mapping, index, last_index, pvec);
2559         }
2560         if (!pagevec_count(pvec)) {
2561                 if (iocb->ki_flags & (IOCB_NOWAIT | IOCB_WAITQ))
2562                         return -EAGAIN;
2563                 err = filemap_create_page(filp, mapping,
2564                                 iocb->ki_pos >> PAGE_SHIFT, pvec);
2565                 if (err == AOP_TRUNCATED_PAGE)
2566                         goto retry;
2567                 return err;
2568         }
2569
2570         page = pvec->pages[pagevec_count(pvec) - 1];
2571         if (PageReadahead(page)) {
2572                 err = filemap_readahead(iocb, filp, mapping, page, last_index);
2573                 if (err)
2574                         goto err;
2575         }
2576         if (!PageUptodate(page)) {
2577                 if ((iocb->ki_flags & IOCB_WAITQ) && pagevec_count(pvec) > 1)
2578                         iocb->ki_flags |= IOCB_NOWAIT;
2579                 err = filemap_update_page(iocb, mapping, iter, page);
2580                 if (err)
2581                         goto err;
2582         }
2583
2584         return 0;
2585 err:
2586         if (err < 0)
2587                 put_page(page);
2588         if (likely(--pvec->nr))
2589                 return 0;
2590         if (err == AOP_TRUNCATED_PAGE)
2591                 goto retry;
2592         return err;
2593 }
2594
2595 /**
2596  * filemap_read - Read data from the page cache.
2597  * @iocb: The iocb to read.
2598  * @iter: Destination for the data.
2599  * @already_read: Number of bytes already read by the caller.
2600  *
2601  * Copies data from the page cache.  If the data is not currently present,
2602  * uses the readahead and readpage address_space operations to fetch it.
2603  *
2604  * Return: Total number of bytes copied, including those already read by
2605  * the caller.  If an error happens before any bytes are copied, returns
2606  * a negative error number.
2607  */
2608 ssize_t filemap_read(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
2609                 ssize_t already_read)
2610 {
2611         struct file *filp = iocb->ki_filp;
2612         struct file_ra_state *ra = &filp->f_ra;
2613         struct address_space *mapping = filp->f_mapping;
2614         struct inode *inode = mapping->host;
2615         struct pagevec pvec;
2616         int i, error = 0;
2617         bool writably_mapped;
2618         loff_t isize, end_offset;
2619
2620         if (unlikely(iocb->ki_pos >= inode->i_sb->s_maxbytes))
2621                 return 0;
2622         if (unlikely(!iov_iter_count(iter)))
2623                 return 0;
2624
2625         iov_iter_truncate(iter, inode->i_sb->s_maxbytes);
2626         pagevec_init(&pvec);
2627
2628         do {
2629                 cond_resched();
2630
2631                 /*
2632                  * If we've already successfully copied some data, then we
2633                  * can no longer safely return -EIOCBQUEUED. Hence mark
2634                  * an async read NOWAIT at that point.
2635                  */
2636                 if ((iocb->ki_flags & IOCB_WAITQ) && already_read)
2637                         iocb->ki_flags |= IOCB_NOWAIT;
2638
2639                 if (unlikely(iocb->ki_pos >= i_size_read(inode)))
2640                         break;
2641
2642                 error = filemap_get_pages(iocb, iter, &pvec);
2643                 if (error < 0)
2644                         break;
2645
2646                 /*
2647                  * i_size must be checked after we know the pages are Uptodate.
2648                  *
2649                  * Checking i_size after the check allows us to calculate
2650                  * the correct value for "nr", which means the zero-filled
2651                  * part of the page is not copied back to userspace (unless
2652                  * another truncate extends the file - this is desired though).
2653                  */
2654                 isize = i_size_read(inode);
2655                 if (unlikely(iocb->ki_pos >= isize))
2656                         goto put_pages;
2657                 end_offset = min_t(loff_t, isize, iocb->ki_pos + iter->count);
2658
2659                 /*
2660                  * Once we start copying data, we don't want to be touching any
2661                  * cachelines that might be contended:
2662                  */
2663                 writably_mapped = mapping_writably_mapped(mapping);
2664
2665                 /*
2666                  * When a sequential read accesses a page several times, only
2667                  * mark it as accessed the first time.
2668                  */
2669                 if (iocb->ki_pos >> PAGE_SHIFT !=
2670                     ra->prev_pos >> PAGE_SHIFT)
2671                         mark_page_accessed(pvec.pages[0]);
2672
2673                 for (i = 0; i < pagevec_count(&pvec); i++) {
2674                         struct page *page = pvec.pages[i];
2675                         size_t page_size = thp_size(page);
2676                         size_t offset = iocb->ki_pos & (page_size - 1);
2677                         size_t bytes = min_t(loff_t, end_offset - iocb->ki_pos,
2678                                              page_size - offset);
2679                         size_t copied;
2680
2681                         if (end_offset < page_offset(page))
2682                                 break;
2683                         if (i > 0)
2684                                 mark_page_accessed(page);
2685                         /*
2686                          * If users can be writing to this page using arbitrary
2687                          * virtual addresses, take care about potential aliasing
2688                          * before reading the page on the kernel side.
2689                          */
2690                         if (writably_mapped) {
2691                                 int j;
2692
2693                                 for (j = 0; j < thp_nr_pages(page); j++)
2694                                         flush_dcache_page(page + j);
2695                         }
2696
2697                         copied = copy_page_to_iter(page, offset, bytes, iter);
2698
2699                         already_read += copied;
2700                         iocb->ki_pos += copied;
2701                         ra->prev_pos = iocb->ki_pos;
2702
2703                         if (copied < bytes) {
2704                                 error = -EFAULT;
2705                                 break;
2706                         }
2707                 }
2708 put_pages:
2709                 for (i = 0; i < pagevec_count(&pvec); i++)
2710                         put_page(pvec.pages[i]);
2711                 pagevec_reinit(&pvec);
2712         } while (iov_iter_count(iter) && iocb->ki_pos < isize && !error);
2713
2714         file_accessed(filp);
2715
2716         return already_read ? already_read : error;
2717 }
2718 EXPORT_SYMBOL_GPL(filemap_read);
2719
2720 /**
2721  * generic_file_read_iter - generic filesystem read routine
2722  * @iocb:       kernel I/O control block
2723  * @iter:       destination for the data read
2724  *
2725  * This is the "read_iter()" routine for all filesystems
2726  * that can use the page cache directly.
2727  *
2728  * The IOCB_NOWAIT flag in iocb->ki_flags indicates that -EAGAIN shall
2729  * be returned when no data can be read without waiting for I/O requests
2730  * to complete; it doesn't prevent readahead.
2731  *
2732  * The IOCB_NOIO flag in iocb->ki_flags indicates that no new I/O
2733  * requests shall be made for the read or for readahead.  When no data
2734  * can be read, -EAGAIN shall be returned.  When readahead would be
2735  * triggered, a partial, possibly empty read shall be returned.
2736  *
2737  * Return:
2738  * * number of bytes copied, even for partial reads
2739  * * negative error code (or 0 if IOCB_NOIO) if nothing was read
2740  */
2741 ssize_t
2742 generic_file_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter)
2743 {
2744         size_t count = iov_iter_count(iter);
2745         ssize_t retval = 0;
2746
2747         if (!count)
2748                 return 0; /* skip atime */
2749
2750         if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) {
2751                 struct file *file = iocb->ki_filp;
2752                 struct address_space *mapping = file->f_mapping;
2753                 struct inode *inode = mapping->host;
2754
2755                 if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
2756                         if (filemap_range_needs_writeback(mapping, iocb->ki_pos,
2757                                                 iocb->ki_pos + count - 1))
2758                                 return -EAGAIN;
2759                 } else {
2760                         retval = filemap_write_and_wait_range(mapping,
2761                                                 iocb->ki_pos,
2762                                                 iocb->ki_pos + count - 1);
2763                         if (retval < 0)
2764                                 return retval;
2765                 }
2766
2767                 file_accessed(file);
2768
2769                 retval = mapping->a_ops->direct_IO(iocb, iter);
2770                 if (retval >= 0) {
2771                         iocb->ki_pos += retval;
2772                         count -= retval;
2773                 }
2774                 if (retval != -EIOCBQUEUED)
2775                         iov_iter_revert(iter, count - iov_iter_count(iter));
2776
2777                 /*
2778                  * Btrfs can have a short DIO read if we encounter
2779                  * compressed extents, so if there was an error, or if
2780                  * we've already read everything we wanted to, or if
2781                  * there was a short read because we hit EOF, go ahead
2782                  * and return.  Otherwise fallthrough to buffered io for
2783                  * the rest of the read.  Buffered reads will not work for
2784                  * DAX files, so don't bother trying.
2785                  */
2786                 if (retval < 0 || !count || IS_DAX(inode))
2787                         return retval;
2788                 if (iocb->ki_pos >= i_size_read(inode))
2789                         return retval;
2790         }
2791
2792         return filemap_read(iocb, iter, retval);
2793 }
2794 EXPORT_SYMBOL(generic_file_read_iter);
2795
2796 static inline loff_t page_seek_hole_data(struct xa_state *xas,
2797                 struct address_space *mapping, struct page *page,
2798                 loff_t start, loff_t end, bool seek_data)
2799 {
2800         const struct address_space_operations *ops = mapping->a_ops;
2801         size_t offset, bsz = i_blocksize(mapping->host);
2802
2803         if (xa_is_value(page) || PageUptodate(page))
2804                 return seek_data ? start : end;
2805         if (!ops->is_partially_uptodate)
2806                 return seek_data ? end : start;
2807
2808         xas_pause(xas);
2809         rcu_read_unlock();
2810         lock_page(page);
2811         if (unlikely(page->mapping != mapping))
2812                 goto unlock;
2813
2814         offset = offset_in_thp(page, start) & ~(bsz - 1);
2815
2816         do {
2817                 if (ops->is_partially_uptodate(page, offset, bsz) == seek_data)
2818                         break;
2819                 start = (start + bsz) & ~(bsz - 1);
2820                 offset += bsz;
2821         } while (offset < thp_size(page));
2822 unlock:
2823         unlock_page(page);
2824         rcu_read_lock();
2825         return start;
2826 }
2827
2828 static inline
2829 unsigned int seek_page_size(struct xa_state *xas, struct page *page)
2830 {
2831         if (xa_is_value(page))
2832                 return PAGE_SIZE << xa_get_order(xas->xa, xas->xa_index);
2833         return thp_size(page);
2834 }
2835
2836 /**
2837  * mapping_seek_hole_data - Seek for SEEK_DATA / SEEK_HOLE in the page cache.
2838  * @mapping: Address space to search.
2839  * @start: First byte to consider.
2840  * @end: Limit of search (exclusive).
2841  * @whence: Either SEEK_HOLE or SEEK_DATA.
2842  *
2843  * If the page cache knows which blocks contain holes and which blocks
2844  * contain data, your filesystem can use this function to implement
2845  * SEEK_HOLE and SEEK_DATA.  This is useful for filesystems which are
2846  * entirely memory-based such as tmpfs, and filesystems which support
2847  * unwritten extents.
2848  *
2849  * Return: The requested offset on success, or -ENXIO if @whence specifies
2850  * SEEK_DATA and there is no data after @start.  There is an implicit hole
2851  * after @end - 1, so SEEK_HOLE returns @end if all the bytes between @start
2852  * and @end contain data.
2853  */
2854 loff_t mapping_seek_hole_data(struct address_space *mapping, loff_t start,
2855                 loff_t end, int whence)
2856 {
2857         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start >> PAGE_SHIFT);
2858         pgoff_t max = (end - 1) >> PAGE_SHIFT;
2859         bool seek_data = (whence == SEEK_DATA);
2860         struct page *page;
2861
2862         if (end <= start)
2863                 return -ENXIO;
2864
2865         rcu_read_lock();
2866         while ((page = find_get_entry(&xas, max, XA_PRESENT))) {
2867                 loff_t pos = (u64)xas.xa_index << PAGE_SHIFT;
2868                 unsigned int seek_size;
2869
2870                 if (start < pos) {
2871                         if (!seek_data)
2872                                 goto unlock;
2873                         start = pos;
2874                 }
2875
2876                 seek_size = seek_page_size(&xas, page);
2877                 pos = round_up(pos + 1, seek_size);
2878                 start = page_seek_hole_data(&xas, mapping, page, start, pos,
2879                                 seek_data);
2880                 if (start < pos)
2881                         goto unlock;
2882                 if (start >= end)
2883                         break;
2884                 if (seek_size > PAGE_SIZE)
2885                         xas_set(&xas, pos >> PAGE_SHIFT);
2886                 if (!xa_is_value(page))
2887                         put_page(page);
2888         }
2889         if (seek_data)
2890                 start = -ENXIO;
2891 unlock:
2892         rcu_read_unlock();
2893         if (page && !xa_is_value(page))
2894                 put_page(page);
2895         if (start > end)
2896                 return end;
2897         return start;
2898 }
2899
2900 #ifdef CONFIG_MMU
2901 #define MMAP_LOTSAMISS  (100)
2902 /*
2903  * lock_page_maybe_drop_mmap - lock the page, possibly dropping the mmap_lock
2904  * @vmf - the vm_fault for this fault.
2905  * @page - the page to lock.
2906  * @fpin - the pointer to the file we may pin (or is already pinned).
2907  *
2908  * This works similar to lock_page_or_retry in that it can drop the mmap_lock.
2909  * It differs in that it actually returns the page locked if it returns 1 and 0
2910  * if it couldn't lock the page.  If we did have to drop the mmap_lock then fpin
2911  * will point to the pinned file and needs to be fput()'ed at a later point.
2912  */
2913 static int lock_page_maybe_drop_mmap(struct vm_fault *vmf, struct page *page,
2914                                      struct file **fpin)
2915 {
2916         struct folio *folio = page_folio(page);
2917
2918         if (folio_trylock(folio))
2919                 return 1;
2920
2921         /*
2922          * NOTE! This will make us return with VM_FAULT_RETRY, but with
2923          * the mmap_lock still held. That's how FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT
2924          * is supposed to work. We have way too many special cases..
2925          */
2926         if (vmf->flags & FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT)
2927                 return 0;
2928
2929         *fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, *fpin);
2930         if (vmf->flags & FAULT_FLAG_KILLABLE) {
2931                 if (__folio_lock_killable(folio)) {
2932                         /*
2933                          * We didn't have the right flags to drop the mmap_lock,
2934                          * but all fault_handlers only check for fatal signals
2935                          * if we return VM_FAULT_RETRY, so we need to drop the
2936                          * mmap_lock here and return 0 if we don't have a fpin.
2937                          */
2938                         if (*fpin == NULL)
2939                                 mmap_read_unlock(vmf->vma->vm_mm);
2940                         return 0;
2941                 }
2942         } else
2943                 __folio_lock(folio);
2944
2945         return 1;
2946 }
2947
2948 /*
2949  * Synchronous readahead happens when we don't even find a page in the page
2950  * cache at all.  We don't want to perform IO under the mmap sem, so if we have
2951  * to drop the mmap sem we return the file that was pinned in order for us to do
2952  * that.  If we didn't pin a file then we return NULL.  The file that is
2953  * returned needs to be fput()'ed when we're done with it.
2954  */
2955 static struct file *do_sync_mmap_readahead(struct vm_fault *vmf)
2956 {
2957         struct file *file = vmf->vma->vm_file;
2958         struct file_ra_state *ra = &file->f_ra;
2959         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
2960         DEFINE_READAHEAD(ractl, file, ra, mapping, vmf->pgoff);
2961         struct file *fpin = NULL;
2962         unsigned int mmap_miss;
2963
2964         /* If we don't want any read-ahead, don't bother */
2965         if (vmf->vma->vm_flags & VM_RAND_READ)
2966                 return fpin;
2967         if (!ra->ra_pages)
2968                 return fpin;
2969
2970         if (vmf->vma->vm_flags & VM_SEQ_READ) {
2971                 fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, fpin);
2972                 page_cache_sync_ra(&ractl, ra->ra_pages);
2973                 return fpin;
2974         }
2975
2976         /* Avoid banging the cache line if not needed */
2977         mmap_miss = READ_ONCE(ra->mmap_miss);
2978         if (mmap_miss < MMAP_LOTSAMISS * 10)
2979                 WRITE_ONCE(ra->mmap_miss, ++mmap_miss);
2980
2981         /*
2982          * Do we miss much more than hit in this file? If so,
2983          * stop bothering with read-ahead. It will only hurt.
2984          */
2985         if (mmap_miss > MMAP_LOTSAMISS)
2986                 return fpin;
2987
2988         /*
2989          * mmap read-around
2990          */
2991         fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, fpin);
2992         ra->start = max_t(long, 0, vmf->pgoff - ra->ra_pages / 2);
2993         ra->size = ra->ra_pages;
2994         ra->async_size = ra->ra_pages / 4;
2995         ractl._index = ra->start;
2996         do_page_cache_ra(&ractl, ra->size, ra->async_size);
2997         return fpin;
2998 }
2999
3000 /*
3001  * Asynchronous readahead happens when we find the page and PG_readahead,
3002  * so we want to possibly extend the readahead further.  We return the file that
3003  * was pinned if we have to drop the mmap_lock in order to do IO.
3004  */
3005 static struct file *do_async_mmap_readahead(struct vm_fault *vmf,
3006                                             struct page *page)
3007 {
3008         struct file *file = vmf->vma->vm_file;
3009         struct file_ra_state *ra = &file->f_ra;
3010         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
3011         struct file *fpin = NULL;
3012         unsigned int mmap_miss;
3013         pgoff_t offset = vmf->pgoff;
3014
3015         /* If we don't want any read-ahead, don't bother */
3016         if (vmf->vma->vm_flags & VM_RAND_READ || !ra->ra_pages)
3017                 return fpin;
3018         mmap_miss = READ_ONCE(ra->mmap_miss);
3019         if (mmap_miss)
3020                 WRITE_ONCE(ra->mmap_miss, --mmap_miss);
3021         if (PageReadahead(page)) {
3022                 fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, fpin);
3023                 page_cache_async_readahead(mapping, ra, file,
3024                                            page, offset, ra->ra_pages);
3025         }
3026         return fpin;
3027 }
3028
3029 /**
3030  * filemap_fault - read in file data for page fault handling
3031  * @vmf:        struct vm_fault containing details of the fault
3032  *
3033  * filemap_fault() is invoked via the vma operations vector for a
3034  * mapped memory region to read in file data during a page fault.
3035  *
3036  * The goto's are kind of ugly, but this streamlines the normal case of having
3037  * it in the page cache, and handles the special cases reasonably without
3038  * having a lot of duplicated code.
3039  *
3040  * vma->vm_mm->mmap_lock must be held on entry.
3041  *
3042  * If our return value has VM_FAULT_RETRY set, it's because the mmap_lock
3043  * may be dropped before doing I/O or by lock_page_maybe_drop_mmap().
3044  *
3045  * If our return value does not have VM_FAULT_RETRY set, the mmap_lock
3046  * has not been released.
3047  *
3048  * We never return with VM_FAULT_RETRY and a bit from VM_FAULT_ERROR set.
3049  *
3050  * Return: bitwise-OR of %VM_FAULT_ codes.
3051  */
3052 vm_fault_t filemap_fault(struct vm_fault *vmf)
3053 {
3054         int error;
3055         struct file *file = vmf->vma->vm_file;
3056         struct file *fpin = NULL;
3057         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
3058         struct inode *inode = mapping->host;
3059         pgoff_t offset = vmf->pgoff;
3060         pgoff_t max_off;
3061         struct page *page;
3062         vm_fault_t ret = 0;
3063         bool mapping_locked = false;
3064
3065         max_off = DIV_ROUND_UP(i_size_read(inode), PAGE_SIZE);
3066         if (unlikely(offset >= max_off))
3067                 return VM_FAULT_SIGBUS;
3068
3069         /*
3070          * Do we have something in the page cache already?
3071          */
3072         page = find_get_page(mapping, offset);
3073         if (likely(page)) {
3074                 /*
3075                  * We found the page, so try async readahead before waiting for
3076                  * the lock.
3077                  */
3078                 if (!(vmf->flags & FAULT_FLAG_TRIED))
3079                         fpin = do_async_mmap_readahead(vmf, page);
3080                 if (unlikely(!PageUptodate(page))) {
3081                         filemap_invalidate_lock_shared(mapping);
3082                         mapping_locked = true;
3083                 }
3084         } else {
3085                 /* No page in the page cache at all */
3086                 count_vm_event(PGMAJFAULT);
3087                 count_memcg_event_mm(vmf->vma->vm_mm, PGMAJFAULT);
3088                 ret = VM_FAULT_MAJOR;
3089                 fpin = do_sync_mmap_readahead(vmf);
3090 retry_find:
3091                 /*
3092                  * See comment in filemap_create_page() why we need
3093                  * invalidate_lock
3094                  */
3095                 if (!mapping_locked) {
3096                         filemap_invalidate_lock_shared(mapping);
3097                         mapping_locked = true;
3098                 }
3099                 page = pagecache_get_page(mapping, offset,
3100                                           FGP_CREAT|FGP_FOR_MMAP,
3101                                           vmf->gfp_mask);
3102                 if (!page) {
3103                         if (fpin)
3104                                 goto out_retry;
3105                         filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
3106                         return VM_FAULT_OOM;
3107                 }
3108         }
3109
3110         if (!lock_page_maybe_drop_mmap(vmf, page, &fpin))
3111                 goto out_retry;
3112
3113         /* Did it get truncated? */
3114         if (unlikely(compound_head(page)->mapping != mapping)) {
3115                 unlock_page(page);
3116                 put_page(page);
3117                 goto retry_find;
3118         }
3119         VM_BUG_ON_PAGE(page_to_pgoff(page) != offset, page);
3120
3121         /*
3122          * We have a locked page in the page cache, now we need to check
3123          * that it's up-to-date. If not, it is going to be due to an error.
3124          */
3125         if (unlikely(!PageUptodate(page))) {
3126                 /*
3127                  * The page was in cache and uptodate and now it is not.
3128                  * Strange but possible since we didn't hold the page lock all
3129                  * the time. Let's drop everything get the invalidate lock and
3130                  * try again.
3131                  */
3132                 if (!mapping_locked) {
3133                         unlock_page(page);
3134                         put_page(page);
3135                         goto retry_find;
3136                 }
3137                 goto page_not_uptodate;
3138         }
3139
3140         /*
3141          * We've made it this far and we had to drop our mmap_lock, now is the
3142          * time to return to the upper layer and have it re-find the vma and
3143          * redo the fault.
3144          */
3145         if (fpin) {
3146                 unlock_page(page);
3147                 goto out_retry;
3148         }
3149         if (mapping_locked)
3150                 filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
3151
3152         /*
3153          * Found the page and have a reference on it.
3154          * We must recheck i_size under page lock.
3155          */
3156         max_off = DIV_ROUND_UP(i_size_read(inode), PAGE_SIZE);
3157         if (unlikely(offset >= max_off)) {
3158                 unlock_page(page);
3159                 put_page(page);
3160                 return VM_FAULT_SIGBUS;
3161         }
3162
3163         vmf->page = page;
3164         return ret | VM_FAULT_LOCKED;
3165
3166 page_not_uptodate:
3167         /*
3168          * Umm, take care of errors if the page isn't up-to-date.
3169          * Try to re-read it _once_. We do this synchronously,
3170          * because there really aren't any performance issues here
3171          * and we need to check for errors.
3172          */
3173         fpin = maybe_unlock_mmap_for_io(vmf, fpin);
3174         error = filemap_read_page(file, mapping, page);
3175         if (fpin)
3176                 goto out_retry;
3177         put_page(page);
3178
3179         if (!error || error == AOP_TRUNCATED_PAGE)
3180                 goto retry_find;
3181         filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
3182
3183         return VM_FAULT_SIGBUS;
3184
3185 out_retry:
3186         /*
3187          * We dropped the mmap_lock, we need to return to the fault handler to
3188          * re-find the vma and come back and find our hopefully still populated
3189          * page.
3190          */
3191         if (page)
3192                 put_page(page);
3193         if (mapping_locked)
3194                 filemap_invalidate_unlock_shared(mapping);
3195         if (fpin)
3196                 fput(fpin);
3197         return ret | VM_FAULT_RETRY;
3198 }
3199 EXPORT_SYMBOL(filemap_fault);
3200
3201 static bool filemap_map_pmd(struct vm_fault *vmf, struct page *page)
3202 {
3203         struct mm_struct *mm = vmf->vma->vm_mm;
3204
3205         /* Huge page is mapped? No need to proceed. */
3206         if (pmd_trans_huge(*vmf->pmd)) {
3207                 unlock_page(page);
3208                 put_page(page);
3209                 return true;
3210         }
3211
3212         if (pmd_none(*vmf->pmd) && PageTransHuge(page)) {
3213                 vm_fault_t ret = do_set_pmd(vmf, page);
3214                 if (!ret) {
3215                         /* The page is mapped successfully, reference consumed. */
3216                         unlock_page(page);
3217                         return true;
3218                 }
3219         }
3220
3221         if (pmd_none(*vmf->pmd))
3222                 pmd_install(mm, vmf->pmd, &vmf->prealloc_pte);
3223
3224         /* See comment in handle_pte_fault() */
3225         if (pmd_devmap_trans_unstable(vmf->pmd)) {
3226                 unlock_page(page);
3227                 put_page(page);
3228                 return true;
3229         }
3230
3231         return false;
3232 }
3233
3234 static struct page *next_uptodate_page(struct page *page,
3235                                        struct address_space *mapping,
3236                                        struct xa_state *xas, pgoff_t end_pgoff)
3237 {
3238         unsigned long max_idx;
3239
3240         do {
3241                 if (!page)
3242                         return NULL;
3243                 if (xas_retry(xas, page))
3244                         continue;
3245                 if (xa_is_value(page))
3246                         continue;
3247                 if (PageLocked(page))
3248                         continue;
3249                 if (!page_cache_get_speculative(page))
3250                         continue;
3251                 /* Has the page moved or been split? */
3252                 if (unlikely(page != xas_reload(xas)))
3253                         goto skip;
3254                 if (!PageUptodate(page) || PageReadahead(page))
3255                         goto skip;
3256                 if (!trylock_page(page))
3257                         goto skip;
3258                 if (page->mapping != mapping)
3259                         goto unlock;
3260                 if (!PageUptodate(page))
3261                         goto unlock;
3262                 max_idx = DIV_ROUND_UP(i_size_read(mapping->host), PAGE_SIZE);
3263                 if (xas->xa_index >= max_idx)
3264                         goto unlock;
3265                 return page;
3266 unlock:
3267                 unlock_page(page);
3268 skip:
3269                 put_page(page);
3270         } while ((page = xas_next_entry(xas, end_pgoff)) != NULL);
3271
3272         return NULL;
3273 }
3274
3275 static inline struct page *first_map_page(struct address_space *mapping,
3276                                           struct xa_state *xas,
3277                                           pgoff_t end_pgoff)
3278 {
3279         return next_uptodate_page(xas_find(xas, end_pgoff),
3280                                   mapping, xas, end_pgoff);
3281 }
3282
3283 static inline struct page *next_map_page(struct address_space *mapping,
3284                                          struct xa_state *xas,
3285                                          pgoff_t end_pgoff)
3286 {
3287         return next_uptodate_page(xas_next_entry(xas, end_pgoff),
3288                                   mapping, xas, end_pgoff);
3289 }
3290
3291 vm_fault_t filemap_map_pages(struct vm_fault *vmf,
3292                              pgoff_t start_pgoff, pgoff_t end_pgoff)
3293 {
3294         struct vm_area_struct *vma = vmf->vma;
3295         struct file *file = vma->vm_file;
3296         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
3297         pgoff_t last_pgoff = start_pgoff;
3298         unsigned long addr;
3299         XA_STATE(xas, &mapping->i_pages, start_pgoff);
3300         struct page *head, *page;
3301         unsigned int mmap_miss = READ_ONCE(file->f_ra.mmap_miss);
3302         vm_fault_t ret = 0;
3303
3304         rcu_read_lock();
3305         head = first_map_page(mapping, &xas, end_pgoff);
3306         if (!head)
3307                 goto out;
3308
3309         if (filemap_map_pmd(vmf, head)) {
3310                 ret = VM_FAULT_NOPAGE;
3311                 goto out;
3312         }
3313
3314         addr = vma->vm_start + ((start_pgoff - vma->vm_pgoff) << PAGE_SHIFT);
3315         vmf->pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, vmf->pmd, addr, &vmf->ptl);
3316         do {
3317                 page = find_subpage(head, xas.xa_index);
3318                 if (PageHWPoison(page))
3319                         goto unlock;
3320
3321                 if (mmap_miss > 0)
3322                         mmap_miss--;
3323
3324                 addr += (xas.xa_index - last_pgoff) << PAGE_SHIFT;
3325                 vmf->pte += xas.xa_index - last_pgoff;
3326                 last_pgoff = xas.xa_index;
3327
3328                 if (!pte_none(*vmf->pte))
3329                         goto unlock;
3330
3331                 /* We're about to handle the fault */
3332                 if (vmf->address == addr)
3333                         ret = VM_FAULT_NOPAGE;
3334
3335                 do_set_pte(vmf, page, addr);
3336                 /* no need to invalidate: a not-present page won't be cached */
3337                 update_mmu_cache(vma, addr, vmf->pte);
3338                 unlock_page(head);
3339                 continue;
3340 unlock:
3341                 unlock_page(head);
3342                 put_page(head);
3343         } while ((head = next_map_page(mapping, &xas, end_pgoff)) != NULL);
3344         pte_unmap_unlock(vmf->pte, vmf->ptl);
3345 out:
3346         rcu_read_unlock();
3347         WRITE_ONCE(file->f_ra.mmap_miss, mmap_miss);
3348         return ret;
3349 }
3350 EXPORT_SYMBOL(filemap_map_pages);
3351
3352 vm_fault_t filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf)
3353 {
3354         struct address_space *mapping = vmf->vma->vm_file->f_mapping;
3355         struct page *page = vmf->page;
3356         vm_fault_t ret = VM_FAULT_LOCKED;
3357
3358         sb_start_pagefault(mapping->host->i_sb);
3359         file_update_time(vmf->vma->vm_file);
3360         lock_page(page);
3361         if (page->mapping != mapping) {
3362                 unlock_page(page);
3363                 ret = VM_FAULT_NOPAGE;
3364                 goto out;
3365         }
3366         /*
3367          * We mark the page dirty already here so that when freeze is in
3368          * progress, we are guaranteed that writeback during freezing will
3369          * see the dirty page and writeprotect it again.
3370          */
3371         set_page_dirty(page);
3372         wait_for_stable_page(page);
3373 out:
3374         sb_end_pagefault(mapping->host->i_sb);
3375         return ret;
3376 }
3377
3378 const struct vm_operations_struct generic_file_vm_ops = {
3379         .fault          = filemap_fault,
3380         .map_pages      = filemap_map_pages,
3381         .page_mkwrite   = filemap_page_mkwrite,
3382 };
3383
3384 /* This is used for a general mmap of a disk file */
3385
3386 int generic_file_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3387 {
3388         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
3389
3390         if (!mapping->a_ops->readpage)
3391                 return -ENOEXEC;
3392         file_accessed(file);
3393         vma->vm_ops = &generic_file_vm_ops;
3394         return 0;
3395 }
3396
3397 /*
3398  * This is for filesystems which do not implement ->writepage.
3399  */
3400 int generic_file_readonly_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3401 {
3402         if ((vma->vm_flags & VM_SHARED) && (vma->vm_flags & VM_MAYWRITE))
3403                 return -EINVAL;
3404         return generic_file_mmap(file, vma);
3405 }
3406 #else
3407 vm_fault_t filemap_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf)
3408 {
3409         return VM_FAULT_SIGBUS;
3410 }
3411 int generic_file_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3412 {
3413         return -ENOSYS;
3414 }
3415 int generic_file_readonly_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
3416 {
3417         return -ENOSYS;
3418 }
3419 #endif /* CONFIG_MMU */
3420
3421 EXPORT_SYMBOL(filemap_page_mkwrite);
3422 EXPORT_SYMBOL(generic_file_mmap);
3423 EXPORT_SYMBOL(generic_file_readonly_mmap);
3424
3425 static struct page *wait_on_page_read(struct page *page)
3426 {
3427         if (!IS_ERR(page)) {
3428                 wait_on_page_locked(page);
3429                 if (!PageUptodate(page)) {
3430                         put_page(page);
3431                         page = ERR_PTR(-EIO);
3432                 }
3433         }
3434         return page;
3435 }
3436
3437 static struct page *do_read_cache_page(struct address_space *mapping,
3438                                 pgoff_t index,
3439                                 int (*filler)(void *, struct page *),
3440                                 void *data,
3441                                 gfp_t gfp)
3442 {
3443         struct page *page;
3444         int err;
3445 repeat:
3446         page = find_get_page(mapping, index);
3447         if (!page) {
3448                 page = __page_cache_alloc(gfp);
3449                 if (!page)
3450                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
3451                 err = add_to_page_cache_lru(page, mapping, index, gfp);
3452                 if (unlikely(err)) {
3453                         put_page(page);
3454                         if (err == -EEXIST)
3455                                 goto repeat;
3456                         /* Presumably ENOMEM for xarray node */
3457                         return ERR_PTR(err);
3458                 }
3459
3460 filler:
3461                 if (filler)
3462                         err = filler(data, page);
3463                 else
3464                         err = mapping->a_ops->readpage(data, page);
3465
3466                 if (err < 0) {
3467                         put_page(page);
3468                         return ERR_PTR(err);
3469                 }
3470
3471                 page = wait_on_page_read(page);
3472                 if (IS_ERR(page))
3473                         return page;
3474                 goto out;
3475         }
3476         if (PageUptodate(page))
3477                 goto out;
3478
3479         /*
3480          * Page is not up to date and may be locked due to one of the following
3481          * case a: Page is being filled and the page lock is held
3482          * case b: Read/write error clearing the page uptodate status
3483          * case c: Truncation in progress (page locked)
3484          * case d: Reclaim in progress
3485          *
3486          * Case a, the page will be up to date when the page is unlocked.
3487          *    There is no need to serialise on the page lock here as the page
3488          *    is pinned so the lock gives no additional protection. Even if the
3489          *    page is truncated, the data is still valid if PageUptodate as
3490          *    it's a race vs truncate race.
3491          * Case b, the page will not be up to date
3492          * Case c, the page may be truncated but in itself, the data may still
3493          *    be valid after IO completes as it's a read vs truncate race. The
3494          *    operation must restart if the page is not uptodate on unlock but
3495          *    otherwise serialising on page lock to stabilise the mapping gives
3496          *    no additional guarantees to the caller as the page lock is
3497          *    released before return.
3498          * Case d, similar to truncation. If reclaim holds the page lock, it
3499          *    will be a race with remove_mapping that determines if the mapping
3500          *    is valid on unlock but otherwise the data is valid and there is
3501          *    no need to serialise with page lock.
3502          *
3503          * As the page lock gives no additional guarantee, we optimistically
3504          * wait on the page to be unlocked and check if it's up to date and
3505          * use the page if it is. Otherwise, the page lock is required to
3506          * distinguish between the different cases. The motivation is that we
3507          * avoid spurious serialisations and wakeups when multiple processes
3508          * wait on the same page for IO to complete.
3509          */
3510         wait_on_page_locked(page);
3511         if (PageUptodate(page))
3512                 goto out;
3513
3514         /* Distinguish between all the cases under the safety of the lock */
3515         lock_page(page);
3516
3517         /* Case c or d, restart the operation */
3518         if (!page->mapping) {
3519                 unlock_page(page);
3520                 put_page(page);
3521                 goto repeat;
3522         }
3523
3524         /* Someone else locked and filled the page in a very small window */
3525         if (PageUptodate(page)) {
3526                 unlock_page(page);
3527                 goto out;
3528         }
3529
3530         /*
3531          * A previous I/O error may have been due to temporary
3532          * failures.
3533          * Clear page error before actual read, PG_error will be
3534          * set again if read page fails.
3535          */
3536         ClearPageError(page);
3537         goto filler;
3538
3539 out:
3540         mark_page_accessed(page);
3541         return page;
3542 }
3543
3544 /**
3545  * read_cache_page - read into page cache, fill it if needed
3546  * @mapping:    the page's address_space
3547  * @index:      the page index
3548  * @filler:     function to perform the read
3549  * @data:       first arg to filler(data, page) function, often left as NULL
3550  *
3551  * Read into the page cache. If a page already exists, and PageUptodate() is
3552  * not set, try to fill the page and wait for it to become unlocked.
3553  *
3554  * If the page does not get brought uptodate, return -EIO.
3555  *
3556  * The function expects mapping->invalidate_lock to be already held.
3557  *
3558  * Return: up to date page on success, ERR_PTR() on failure.
3559  */
3560 struct page *read_cache_page(struct address_space *mapping,
3561                                 pgoff_t index,
3562                                 int (*filler)(void *, struct page *),
3563                                 void *data)
3564 {
3565         return do_read_cache_page(mapping, index, filler, data,
3566                         mapping_gfp_mask(mapping));
3567 }
3568 EXPORT_SYMBOL(read_cache_page);
3569
3570 /**
3571  * read_cache_page_gfp - read into page cache, using specified page allocation flags.
3572  * @mapping:    the page's address_space
3573  * @index:      the page index
3574  * @gfp:        the page allocator flags to use if allocating
3575  *
3576  * This is the same as "read_mapping_page(mapping, index, NULL)", but with
3577  * any new page allocations done using the specified allocation flags.
3578  *
3579  * If the page does not get brought uptodate, return -EIO.
3580  *
3581  * The function expects mapping->invalidate_lock to be already held.
3582  *
3583  * Return: up to date page on success, ERR_PTR() on failure.
3584  */
3585 struct page *read_cache_page_gfp(struct address_space *mapping,
3586                                 pgoff_t index,
3587                                 gfp_t gfp)
3588 {
3589         return do_read_cache_page(mapping, index, NULL, NULL, gfp);
3590 }
3591 EXPORT_SYMBOL(read_cache_page_gfp);
3592
3593 int pagecache_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
3594                                 loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
3595                                 struct page **pagep, void **fsdata)
3596 {
3597         const struct address_space_operations *aops = mapping->a_ops;
3598
3599         return aops->write_begin(file, mapping, pos, len, flags,
3600                                                         pagep, fsdata);
3601 }
3602 EXPORT_SYMBOL(pagecache_write_begin);
3603
3604 int pagecache_write_end(struct file *file, struct address_space *mapping,
3605                                 loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
3606                                 struct page *page, void *fsdata)
3607 {
3608         const struct address_space_operations *aops = mapping->a_ops;
3609
3610         return aops->write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
3611 }
3612 EXPORT_SYMBOL(pagecache_write_end);
3613
3614 /*
3615  * Warn about a page cache invalidation failure during a direct I/O write.
3616  */
3617 void dio_warn_stale_pagecache(struct file *filp)
3618 {
3619         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(_rs, 86400 * HZ, DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
3620         char pathname[128];
3621         char *path;
3622
3623         errseq_set(&filp->f_mapping->wb_err, -EIO);
3624         if (__ratelimit(&_rs)) {
3625                 path = file_path(filp, pathname, sizeof(pathname));
3626                 if (IS_ERR(path))
3627                         path = "(unknown)";
3628                 pr_crit("Page cache invalidation failure on direct I/O.  Possible data corruption due to collision with buffered I/O!\n");
3629                 pr_crit("File: %s PID: %d Comm: %.20s\n", path, current->pid,
3630                         current->comm);
3631         }
3632 }
3633
3634 ssize_t
3635 generic_file_direct_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
3636 {
3637         struct file     *file = iocb->ki_filp;
3638         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
3639         struct inode    *inode = mapping->host;
3640         loff_t          pos = iocb->ki_pos;
3641         ssize_t         written;
3642         size_t          write_len;
3643         pgoff_t         end;
3644
3645         write_len = iov_iter_count(from);
3646         end = (pos + write_len - 1) >> PAGE_SHIFT;
3647
3648         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
3649                 /* If there are pages to writeback, return */
3650                 if (filemap_range_has_page(file->f_mapping, pos,
3651                                            pos + write_len - 1))
3652                         return -EAGAIN;
3653         } else {
3654                 written = filemap_write_and_wait_range(mapping, pos,
3655                                                         pos + write_len - 1);
3656                 if (written)
3657                         goto out;
3658         }
3659
3660         /*
3661          * After a write we want buffered reads to be sure to go to disk to get
3662          * the new data.  We invalidate clean cached page from the region we're
3663          * about to write.  We do this *before* the write so that we can return
3664          * without clobbering -EIOCBQUEUED from ->direct_IO().
3665          */
3666         written = invalidate_inode_pages2_range(mapping,
3667                                         pos >> PAGE_SHIFT, end);
3668         /*
3669          * If a page can not be invalidated, return 0 to fall back
3670          * to buffered write.
3671          */
3672         if (written) {
3673                 if (written == -EBUSY)
3674                         return 0;
3675                 goto out;
3676         }
3677
3678         written = mapping->a_ops->direct_IO(iocb, from);
3679
3680         /*
3681          * Finally, try again to invalidate clean pages which might have been
3682          * cached by non-direct readahead, or faulted in by get_user_pages()
3683          * if the source of the write was an mmap'ed region of the file
3684          * we're writing.  Either one is a pretty crazy thing to do,
3685          * so we don't support it 100%.  If this invalidation
3686          * fails, tough, the write still worked...
3687          *
3688          * Most of the time we do not need this since dio_complete() will do
3689          * the invalidation for us. However there are some file systems that
3690          * do not end up with dio_complete() being called, so let's not break
3691          * them by removing it completely.
3692          *
3693          * Noticeable example is a blkdev_direct_IO().
3694          *
3695          * Skip invalidation for async writes or if mapping has no pages.
3696          */
3697         if (written > 0 && mapping->nrpages &&
3698             invalidate_inode_pages2_range(mapping, pos >> PAGE_SHIFT, end))
3699                 dio_warn_stale_pagecache(file);
3700
3701         if (written > 0) {
3702                 pos += written;
3703                 write_len -= written;
3704                 if (pos > i_size_read(inode) && !S_ISBLK(inode->i_mode)) {
3705                         i_size_write(inode, pos);
3706                         mark_inode_dirty(inode);
3707                 }
3708                 iocb->ki_pos = pos;
3709         }
3710         if (written != -EIOCBQUEUED)
3711                 iov_iter_revert(from, write_len - iov_iter_count(from));
3712 out:
3713         return written;
3714 }
3715 EXPORT_SYMBOL(generic_file_direct_write);
3716
3717 ssize_t generic_perform_write(struct file *file,
3718                                 struct iov_iter *i, loff_t pos)
3719 {
3720         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
3721         const struct address_space_operations *a_ops = mapping->a_ops;
3722         long status = 0;
3723         ssize_t written = 0;
3724         unsigned int flags = 0;
3725
3726         do {
3727                 struct page *page;
3728                 unsigned long offset;   /* Offset into pagecache page */
3729                 unsigned long bytes;    /* Bytes to write to page */
3730                 size_t copied;          /* Bytes copied from user */
3731                 void *fsdata;
3732
3733                 offset = (pos & (PAGE_SIZE - 1));
3734                 bytes = min_t(unsigned long, PAGE_SIZE - offset,
3735                                                 iov_iter_count(i));
3736
3737 again:
3738                 /*
3739                  * Bring in the user page that we will copy from _first_.
3740                  * Otherwise there's a nasty deadlock on copying from the
3741                  * same page as we're writing to, without it being marked
3742                  * up-to-date.
3743                  */
3744                 if (unlikely(fault_in_iov_iter_readable(i, bytes))) {
3745                         status = -EFAULT;
3746                         break;
3747                 }
3748
3749                 if (fatal_signal_pending(current)) {
3750                         status = -EINTR;
3751                         break;
3752                 }
3753
3754                 status = a_ops->write_begin(file, mapping, pos, bytes, flags,
3755                                                 &page, &fsdata);
3756                 if (unlikely(status < 0))
3757                         break;
3758
3759                 if (mapping_writably_mapped(mapping))
3760                         flush_dcache_page(page);
3761
3762                 copied = copy_page_from_iter_atomic(page, offset, bytes, i);
3763                 flush_dcache_page(page);
3764
3765                 status = a_ops->write_end(file, mapping, pos, bytes, copied,
3766                                                 page, fsdata);
3767                 if (unlikely(status != copied)) {
3768                         iov_iter_revert(i, copied - max(status, 0L));
3769                         if (unlikely(status < 0))
3770                                 break;
3771                 }
3772                 cond_resched();
3773
3774                 if (unlikely(status == 0)) {
3775                         /*
3776                          * A short copy made ->write_end() reject the
3777                          * thing entirely.  Might be memory poisoning
3778                          * halfway through, might be a race with munmap,
3779                          * might be severe memory pressure.
3780                          */
3781                         if (copied)
3782                                 bytes = copied;
3783                         goto again;
3784                 }
3785                 pos += status;
3786                 written += status;
3787
3788                 balance_dirty_pages_ratelimited(mapping);
3789         } while (iov_iter_count(i));
3790
3791         return written ? written : status;
3792 }
3793 EXPORT_SYMBOL(generic_perform_write);
3794
3795 /**
3796  * __generic_file_write_iter - write data to a file
3797  * @iocb:       IO state structure (file, offset, etc.)
3798  * @from:       iov_iter with data to write
3799  *
3800  * This function does all the work needed for actually writing data to a
3801  * file. It does all basic checks, removes SUID from the file, updates
3802  * modification times and calls proper subroutines depending on whether we
3803  * do direct IO or a standard buffered write.
3804  *
3805  * It expects i_rwsem to be grabbed unless we work on a block device or similar
3806  * object which does not need locking at all.
3807  *
3808  * This function does *not* take care of syncing data in case of O_SYNC write.
3809  * A caller has to handle it. This is mainly due to the fact that we want to
3810  * avoid syncing under i_rwsem.
3811  *
3812  * Return:
3813  * * number of bytes written, even for truncated writes
3814  * * negative error code if no data has been written at all
3815  */
3816 ssize_t __generic_file_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
3817 {
3818         struct file *file = iocb->ki_filp;
3819         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
3820         struct inode    *inode = mapping->host;
3821         ssize_t         written = 0;
3822         ssize_t         err;
3823         ssize_t         status;
3824
3825         /* We can write back this queue in page reclaim */
3826         current->backing_dev_info = inode_to_bdi(inode);
3827         err = file_remove_privs(file);
3828         if (err)
3829                 goto out;
3830
3831         err = file_update_time(file);
3832         if (err)
3833                 goto out;
3834
3835         if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) {
3836                 loff_t pos, endbyte;
3837
3838                 written = generic_file_direct_write(iocb, from);
3839                 /*
3840                  * If the write stopped short of completing, fall back to
3841                  * buffered writes.  Some filesystems do this for writes to
3842                  * holes, for example.  For DAX files, a buffered write will
3843                  * not succeed (even if it did, DAX does not handle dirty
3844                  * page-cache pages correctly).
3845                  */
3846                 if (written < 0 || !iov_iter_count(from) || IS_DAX(inode))
3847                         goto out;
3848
3849                 status = generic_perform_write(file, from, pos = iocb->ki_pos);
3850                 /*
3851                  * If generic_perform_write() returned a synchronous error
3852                  * then we want to return the number of bytes which were
3853                  * direct-written, or the error code if that was zero.  Note
3854                  * that this differs from normal direct-io semantics, which
3855                  * will return -EFOO even if some bytes were written.
3856                  */
3857                 if (unlikely(status < 0)) {
3858                         err = status;
3859                         goto out;
3860                 }
3861                 /*
3862                  * We need to ensure that the page cache pages are written to
3863                  * disk and invalidated to preserve the expected O_DIRECT
3864                  * semantics.
3865                  */
3866                 endbyte = pos + status - 1;
3867                 err = filemap_write_and_wait_range(mapping, pos, endbyte);
3868                 if (err == 0) {
3869                         iocb->ki_pos = endbyte + 1;
3870                         written += status;
3871                         invalidate_mapping_pages(mapping,
3872                                                  pos >> PAGE_SHIFT,
3873                                                  endbyte >> PAGE_SHIFT);
3874                 } else {
3875                         /*
3876                          * We don't know how much we wrote, so just return
3877                          * the number of bytes which were direct-written
3878                          */
3879                 }
3880         } else {
3881                 written = generic_perform_write(file, from, iocb->ki_pos);
3882                 if (likely(written > 0))
3883                         iocb->ki_pos += written;
3884         }
3885 out:
3886         current->backing_dev_info = NULL;
3887         return written ? written : err;
3888 }
3889 EXPORT_SYMBOL(__generic_file_write_iter);
3890
3891 /**
3892  * generic_file_write_iter - write data to a file
3893  * @iocb:       IO state structure
3894  * @from:       iov_iter with data to write
3895  *
3896  * This is a wrapper around __generic_file_write_iter() to be used by most
3897  * filesystems. It takes care of syncing the file in case of O_SYNC file
3898  * and acquires i_rwsem as needed.
3899  * Return:
3900  * * negative error code if no data has been written at all of
3901  *   vfs_fsync_range() failed for a synchronous write
3902  * * number of bytes written, even for truncated writes
3903  */
3904 ssize_t generic_file_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
3905 {
3906         struct file *file = iocb->ki_filp;
3907         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
3908         ssize_t ret;
3909
3910         inode_lock(inode);
3911         ret = generic_write_checks(iocb, from);
3912         if (ret > 0)
3913                 ret = __generic_file_write_iter(iocb, from);
3914         inode_unlock(inode);
3915
3916         if (ret > 0)
3917                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
3918         return ret;
3919 }
3920 EXPORT_SYMBOL(generic_file_write_iter);
3921
3922 /**
3923  * try_to_release_page() - release old fs-specific metadata on a page
3924  *
3925  * @page: the page which the kernel is trying to free
3926  * @gfp_mask: memory allocation flags (and I/O mode)
3927  *
3928  * The address_space is to try to release any data against the page
3929  * (presumably at page->private).
3930  *
3931  * This may also be called if PG_fscache is set on a page, indicating that the
3932  * page is known to the local caching routines.
3933  *
3934  * The @gfp_mask argument specifies whether I/O may be performed to release
3935  * this page (__GFP_IO), and whether the call may block (__GFP_RECLAIM & __GFP_FS).
3936  *
3937  * Return: %1 if the release was successful, otherwise return zero.
3938  */
3939 int try_to_release_page(struct page *page, gfp_t gfp_mask)
3940 {
3941         struct address_space * const mapping = page->mapping;
3942
3943         BUG_ON(!PageLocked(page));
3944         if (PageWriteback(page))
3945                 return 0;
3946
3947         if (mapping && mapping->a_ops->releasepage)
3948                 return mapping->a_ops->releasepage(page, gfp_mask);
3949         return try_to_free_buffers(page);
3950 }
3951
3952 EXPORT_SYMBOL(try_to_release_page);